Korozijska svojstva pojedinih tehničkih materijala

Svi metali podliježu koroziji pa čak i najplemenitiji zlato i platina - u zlatotopci

(carskoj vodici = 34 koncentriranoj HCl + 14 koncentriranoj HNO3) S druge strane

neplemenitiji a u tehnici još upotrebljavan metal magnezij može korodirati veoma sporo u

suhoj inertnoj atmosferi Stoga izbor materijala i njegova primjena na određenom mjestu

prvenstveno ovisi o njegovim sljedićim obilježjima

mehaničkim

termičkim

korozijskim ponašanjem

Imperativ tehnike je upotreba najjeftinijeg materijala koji će zadovoljiti gornja tri

zahtjeva Pri tome treba tražiti funkciju koja se dobija tako da se na ordinatu nanese cijena

koštanja pojedinih materijala a na apscisu trajnost u pogledu zadovoljavanja navedenih

zahtjeva (krivulja na slici xxx)

Slika 1a Odabir najoptimalnijeg materijala

Isprekidana linija na slici je derivacija pune linije Vidljivo je da se optimalni materijal

nalazi na mjestu ekstrema i to minimumu prve derivacije dakle najmanje cijene koštanja po

danu upotrebljivosti Računa li se taj minimum potrebno je drugu derivaciju izjednačiti

nulom uz uvjet da treća derivacija bude veća od nule U praktičnom primjeru to je potrebno

izraziti grafički U ovom primjeru se kao optimalni materijal pojavljuje aluminij Međutim

često se taj princip ne poštuje i to obično zbog dva razloga prevelike početne investicije ili

zastarjevanja modela ukoliko predmet predugo traje Za prvi razlog može poslužiti primjer

oblaganja trupa broda zlatom a za drugi automobili koji se projektiraju tako da ne traju dugo

kako model ne bi zastario

U korozivno otpornije tehničke materijale spadaju bakar aluminij magnezij cink

olovo kositar željezo nikl krom kobalt kadmij srebro zlato platina paladij i iridij

Bakar

Njegove su mehaničke osobine mnogo slabije od čelika a ovise o termičkoj obradi

Napušteni bakar laganim hlađenjem mnogo je tvrđi i žilaviji od naglo smrznute

strukture Pogodan je za proizvodnju kondenzatorskih cijevi cijevi za vodu i metalnih

površina koje će biti izložene vlažnoj atmosferi U vlažnoj atmosferi na njemu se stvara sloj

zelenkaste patine koja usporava daljnju koroziju a s vremenom je i potpuno sprečava Patina

se sastoji od bakrenog baznog sulfata CuSO4middot3 Cu(OH)2

Uz more se patina sastoji od bakrenog baznog klorida Još u davno doba bakrene ploče

su se koristile za oblaganje trupa drvenog broda

Potencijal bakra je plemenitiji od normalne vodikove elektrode pa će korozija uglavnom

biti ograničena kisikovom depolarizacijom koja pospješuje stvaranje patine U tvrdim

aeriranim vodama stvara se tvrdi sloj oksidula i hidroksida crveno-smeđe boje U aeriranoj

mekoj vodi dolazi do nagle korozije bakra U moru je korozija bakra minimalna Zbog

otrovnosti bakrenih iona na njega se ne hvataju biljke i životinje U kondenznoj vodi uopće ne

korodira a u zemlji vrlo malo U aeriranim kiselina ma bez oksidacijskih svojstava bakar

naglo korodira kao i u otopinama koje sadrže amonijeve cijanidne sulfatne sulfidne

kromatne merkur i feri - ione te u cijanidnim i amonijakainim otopinama U lužinama je

bakar uglavnom inertan osim u amonijevom hidroksidu

Korozija i korozijski zamor jako snižavaju otpornost bakra Otporan je prema organskim

tvarima iako sadrži sumporne spojeve pa je pogodan u kontaktu sa naftom gumom itd

Korodira u vrućim plinovima zraku kisiku vodenoj pari sumpornom dioksidu

sumporvodiku i kloru Oksidni sloj se sastoji od oksidula Cu2O crvene boje prevučene

površinski crnim bakrenim oksidom CuO Tehnički bakar koji sadrži na granicama zrna Cu2O

podložan je interkristalnoj koroziji u vrućem vodiku jer nastaje

OHCuHOCu 222 2 (28)

a nastala vodena para labavi vezu među granulama Da se spriječi otrovnost bakra ako

su od njega napravljene cijevi za vodu ili posude bakar se s unutarnje strane pokositri Ovdje

treba paziti da bude prevlaka bez pora jer je kositar katoda prema bakru Ako se nečistoće

sakupe na bakrenoj površini podložan je pitingu Zbog toga je potrebno peridično čišćenje

bakra Ako voda ima manganovih soli na bakru dolazi do pitinga u rashladnim sistemima na

toplijim mjestima Naprotiv ako je voda tvrda piting nastaje na hladnim mjestima

Bakrene legure

Najvažnija bakrena legura je mjed koja se sastoji od cinka i bakra Mehanički i

korozijski bolja je od bakra Sadržaj bakra kreće se od 45 do 90 Veoma je otporna prema

koroziji Komercijalna bronca sadrži 90 bakra i veoma je pogodna za hladnu obradu Visoki

sadržaj cinka 40 ima mune-metal Primjenjuje se za kondenzne cisterne za slatku vodu

Jedan od velikih nedostataka mjedi je njena sklonost decinkaciji Pri toj pojavi cink sc

selektivno otapa i pretvara u rahlu bakrenu strukturu nikakve čvrstoće Moguće je i otapanje

mjedi uz naknadno ionsko izlučivanje plemenitijeg bakra Decinkacija može biti ravnomjerna

slojevita ili čepovna Čepovi mogu doseći dubinu od 5 mmgod u slatkoj vodi a pogoduje

sadržaj ugljičnog dioksida Slojevita decinkacija je manje opasna Decinkacija se može

najbolje ispitati tako da se mjeri dubina korozije na dva paralelna načina i to

mjerenjem gubitka mase

mjerenjem smanjenja mehaničke čvrstoće

Omjer dobivenih dubina iznosi 3 do 6 jer čvrstuća mnogo brže opada od mase naročito

duktilnost Decinkaciji je sklon mune-metal aluminijska mjed (76 Cu 22 Zn 2 Al) i

žuta mjed (67 Cu 33 Zn) Dodacima mjedi smanjuje sc podložnost dccinkaciji Tu su

admiralitetska mjed (70 Cu 27 Zn 1 Sn) mornarička (62 Cu 37 Zn i 1 Sn) i

crvena mjed (15 Zn i 85 Cu) Ova posljednja podložna je pitingu Decinkaciju uvjetuju ovi

faktori

visoka temperatura

stagniranje tekućinc

porozni anorganski uklopci

Druga mana mjedi je sezonsko pucanjeOčituje se u dugačkim pukotinama na hladno

vučenim mjedenim predmetima Uzrokovano je unutrašnjim naprezanjima pogotovo u

atmosferi ili elektrolitu koji sadrži amonijak ili amonijeve soli i kisik Pukotine nastanu uz

granicu zrna ili transgranularno ako je podvrgnuto oštrim plastičnim deformacijama Mjed za

čahure koja sadrži 70 Cu i 30 Zn pokazuje najbolja mehanička svojstva no podložna je

sezonsonskom pucanju osobito u prisustvu vlage i dušikovih oksida Uranjanjem mjedi u

otopinu sastava može se primijetiti njena sklonost koroziji uz naprezanje već nakon 15 minuta

Mjed u takvoj otopini stradava vrlo brzo Sezonsko pucanje može se smanjiti

termičkom obradom napuštanja pri temperaturi od 350˚C za vrijeme od 1 sata

Pritom se gubi nešto od mehaničke čvrstoće

udaranjem drvenim čekićima ili obradom u rotacijskim bubnjevima

izbjegavanjem kontakta samonijakom

katodnom zašitom ili protektorskom pomoću cinkovih anoda

pomoću H2S kao inhibilora

Kositrene bronce dobiju se legiranjem 4 do 10 Sn nekoliko postotaka Zn Pb i ostalo

je bakar Prema almosferskoj koroziji otpornije su od bakra a također i u moru Otpornije su

prema sumpornoj kiselini a jače ih nagriza solna kiselina Prema lužinama otpornije su od

mjedi a slabije od bakra Pri koroziji uz naprezanje i korozijskom zamoru mnogo su otpornije

od mjedi

Aluminijeve bronce (22 Zn 76 Cu do 10 Al) imaju bolja korozivna svojstva od

bakra naročito u vrućim plinovima Upotrebljavaju se za klipove motora ventile i u avijaciji

Dobro podnose naprezanja

Silicijeve bronce sadrže do 40 Si Slične su bakru ali su otpornije prema solnoj i

sumpornoj kiselini tvrde su i otpornije od mnogih legura Upotrebljavaju se za dijelove

oružja pipce ventile itd

Berilijeve bronce sadrže 15 do 2 berilija sa eventualno malim dodatkom nikla Tu su

skupe legure ali po tvrdoći osobito pri visokim temperaturama čvrstoći i elastičnosti daleko

premašuju ostale legure obojenih metala Upotrebljavaju se za opruge membrane vijke

precizne instrumente i uglavnom svugdje gdje je predmet izložen korozijskom zamoru

Također se upotrebljavaju za male zupčanike sjedišta ventila i za ručne alate Otpornije su od

bakra prema solnoj kiselini

Legure bakra s niklom 80 Cu i 20 Ni služe za kondenzatorske cijevi za morsku

vodu 60 Cu i 40 Ni konstantan služi otpornike grijaćih tijela 59 Cu 28 Zn 13 Ni

alpaka ili novo srebro za kuhinjsko posuđe i pribor Ove su legure prema atmosferskoj

koroziji otpornije od bakra Porastom sadržaja nikla povećava se otpornost prema amonijaku i

amonijevim ionima a nestabilnije su prema sulfidnim otopinama i H2S Alpaka je otporna

prema enzimima koje stvara ljudski organizam Prema koroziji uz turbulenciju otporna je

arsenska aluminijska mjed 70 Cu i 30 Ni aluminijska bronca sa preko 10 Sn itd Olovne

bronce sadržavaju 10 olova i do 1 fosfora

c) Aluminij

Kad se aluminij otapa anodno nastaje Al3+ i Al

+

eAlAl 33 (29)

Al+ reducira vodu stvarajući pri tom Al

3+

OHHAlOHAl 22 2

3

2 (30)

Aluminij je lagani metal gustoće 27 gcm3 Otporan je prema atmosferskoj koroziji

Dobar je vodič električne struje i topline Od korozije ga štiti prirodni lli oksidacijom nastali

oksidni film debljine 20 do 100 μm Korozijska otpornost mu opada sa uklopcima drugih

metala na primjer magnezija Naročitoito dobru korozijsku otpornost pokazuje veoma čisti

9999 aluminij Odavna se primjenjuje za izradu raznih dijelova i opreme kao posuda

dalekozora daljinomjera dijelova oruđa i oružja a u novije vrijeme za kabine i okvire radio-

stanica radarske antene itd

Aluminij i njegove legure daju se obrađivati vučenjem rezanjem i lijevanjem pa ima

veoma široku primjenu Mnogo više bi se primjenjivao kad bi mu se poboljšala korozijska

otpornost Na zraku zbog svog elektrodnog potencijala reagira sa kisikom Ako se površinski

amalgamira i uroni u elektrolit korodira uz razvijanje vodika U kontaktu aluminija sa živom

nastaje intezivna korozija i na površini nastaje prava šuma stupića

Korozijska otpornost aluminija ovisi o otpornosti zaštitnog sloja Prilikom razaranja

aluminijevog oksida odmah se stvara novi Mana je oksidnog sloja prevelika poroznost Da se

smanje pore aluminij se silira - kuha u vodi te se bubrenjem oksida zatvaraju pore pa se

potencijal aluminija pomiče prema pozitivnijim vrijednostima Bolji rezulti se postižu

anodnom oksidacijom u kiselinama

Aluminij korodira pitingom u elektrolitima koji sadrže Cl- ione naročito ako je tekućina

ustajala pa dolazi do formiranja članka diferencijalne aeracije Tragovi Cu2+

i Fe+ u vodi

također smanjuju pasivnost aluminija zbog ionskog taloženja bakra i željeza Zbog toga se

aluminij ne može upotrebljavati kao materijal za cjevovode pitke vode ali je odličan za

destiliranu vodu Povišenjem temperature smanjuje se korozijska otpornost Pri 31oC raspada

se A12O3 za nekoliko sati ali se to ne dešava ako je u metalnom kontaktu sa nekorodirajućem

čelikom ili cirkonijem Legiranjem s niklom smanjuje koroziju na visokim temperaturama

Kao amfoteran metal aluminij korodira naglo pri visokim i niskim vrijednostima pH

Ako se aluminij katodno zaštićuje mora se paziti da ne dođe do prezasićenosti kako ga

nastali alkalitet koji se skuplja uz površinu metala ne bi oštetio Aluminij korodira u kontaktu

s mokrim cementom stvarajući vodik U kontaktu sa OH- stvara AlO2

-

222 23 HNaAlOOHNaOHAl (31)

U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima

kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci

matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također

zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa

čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija

Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima

Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza

Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se

izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava

interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju

u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna

Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do

9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa

magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i

kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se

otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje

kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga

dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti

ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog

izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem

nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma

smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure

korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju

duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna

korozija već točkasta i lokalna

Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj

tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji

dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina

Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija

proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla

korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje

navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija

d) Željezo

Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira

prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi

vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina

nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U

ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim

vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U

lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida

Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao

pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri

niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a

pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna

točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna

o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa

bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama

lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija

interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje

Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri

visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog

prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do

dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu

masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog

unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje

U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih

spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih

kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju

uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare

gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je

podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj

koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike

čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor

Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano

željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje

spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava

otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15

silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u

atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem

Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom

stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik

djeluje kao mikrokatoda

e) Legure željeza

Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u

vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg

razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost

imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni

sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s

aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži

željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji

Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se

zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14

silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i

alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u

vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj

kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca

kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se

korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu

anoda za morsku vodu

Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim

dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje

se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je

interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -

32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc

grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd

Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji

na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte

Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u

pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od

korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac

pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi

12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao

sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost

nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove

legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su

otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci

diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno

površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje

Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta

ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting

Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti

katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem

lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost

pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i

željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na

1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu

metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma

katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako

zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije

Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po

nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay

(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem

čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na

hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju

uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa

mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u

feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna

da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika

otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća

mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični

čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim

namirnicama za kirurške instrumente itd

Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu

izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na

višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3

povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure

(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se

primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se

mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija

sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama

lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano

korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj

bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura

transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova

korozijska razaranja

Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj

prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd

Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom

skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U

uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je

napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet

ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu

da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma

f) Nikl

Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva

Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na

visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju

nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito

prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri

nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja

Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i

industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu

otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu

novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih

spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj

vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim

organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama

korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U

fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni

koroziji uz naprezanje

g) Legure nikla

Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju

korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su

željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u

korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u

redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC

Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu

plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do

75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena

i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne

su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema

destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting

Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do

25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj

kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama

soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije

Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu

trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se

silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i

lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u

prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna

površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne

Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska

otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji

Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti

znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak

i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji

manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na

abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro

obrađivati

h) Krom

Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan

je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda

u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara

sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do

900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima

aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je

otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina

cilindara motora stijenki crpki i slično

i) Kobalt

Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama

Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35

ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do

1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa

unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta

ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama

soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij

sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Napušteni bakar laganim hlađenjem mnogo je tvrđi i žilaviji od naglo smrznute

strukture Pogodan je za proizvodnju kondenzatorskih cijevi cijevi za vodu i metalnih

površina koje će biti izložene vlažnoj atmosferi U vlažnoj atmosferi na njemu se stvara sloj

zelenkaste patine koja usporava daljnju koroziju a s vremenom je i potpuno sprečava Patina

se sastoji od bakrenog baznog sulfata CuSO4middot3 Cu(OH)2

Uz more se patina sastoji od bakrenog baznog klorida Još u davno doba bakrene ploče

su se koristile za oblaganje trupa drvenog broda

Potencijal bakra je plemenitiji od normalne vodikove elektrode pa će korozija uglavnom

biti ograničena kisikovom depolarizacijom koja pospješuje stvaranje patine U tvrdim

aeriranim vodama stvara se tvrdi sloj oksidula i hidroksida crveno-smeđe boje U aeriranoj

mekoj vodi dolazi do nagle korozije bakra U moru je korozija bakra minimalna Zbog

otrovnosti bakrenih iona na njega se ne hvataju biljke i životinje U kondenznoj vodi uopće ne

korodira a u zemlji vrlo malo U aeriranim kiselina ma bez oksidacijskih svojstava bakar

naglo korodira kao i u otopinama koje sadrže amonijeve cijanidne sulfatne sulfidne

kromatne merkur i feri - ione te u cijanidnim i amonijakainim otopinama U lužinama je

bakar uglavnom inertan osim u amonijevom hidroksidu

Korozija i korozijski zamor jako snižavaju otpornost bakra Otporan je prema organskim

tvarima iako sadrži sumporne spojeve pa je pogodan u kontaktu sa naftom gumom itd

Korodira u vrućim plinovima zraku kisiku vodenoj pari sumpornom dioksidu

sumporvodiku i kloru Oksidni sloj se sastoji od oksidula Cu2O crvene boje prevučene

površinski crnim bakrenim oksidom CuO Tehnički bakar koji sadrži na granicama zrna Cu2O

podložan je interkristalnoj koroziji u vrućem vodiku jer nastaje

OHCuHOCu 222 2 (28)

a nastala vodena para labavi vezu među granulama Da se spriječi otrovnost bakra ako

su od njega napravljene cijevi za vodu ili posude bakar se s unutarnje strane pokositri Ovdje

treba paziti da bude prevlaka bez pora jer je kositar katoda prema bakru Ako se nečistoće

sakupe na bakrenoj površini podložan je pitingu Zbog toga je potrebno peridično čišćenje

bakra Ako voda ima manganovih soli na bakru dolazi do pitinga u rashladnim sistemima na

toplijim mjestima Naprotiv ako je voda tvrda piting nastaje na hladnim mjestima

Bakrene legure

Najvažnija bakrena legura je mjed koja se sastoji od cinka i bakra Mehanički i

korozijski bolja je od bakra Sadržaj bakra kreće se od 45 do 90 Veoma je otporna prema

koroziji Komercijalna bronca sadrži 90 bakra i veoma je pogodna za hladnu obradu Visoki

sadržaj cinka 40 ima mune-metal Primjenjuje se za kondenzne cisterne za slatku vodu

Jedan od velikih nedostataka mjedi je njena sklonost decinkaciji Pri toj pojavi cink sc

selektivno otapa i pretvara u rahlu bakrenu strukturu nikakve čvrstoće Moguće je i otapanje

mjedi uz naknadno ionsko izlučivanje plemenitijeg bakra Decinkacija može biti ravnomjerna

slojevita ili čepovna Čepovi mogu doseći dubinu od 5 mmgod u slatkoj vodi a pogoduje

sadržaj ugljičnog dioksida Slojevita decinkacija je manje opasna Decinkacija se može

najbolje ispitati tako da se mjeri dubina korozije na dva paralelna načina i to

mjerenjem gubitka mase

mjerenjem smanjenja mehaničke čvrstoće

Omjer dobivenih dubina iznosi 3 do 6 jer čvrstuća mnogo brže opada od mase naročito

duktilnost Decinkaciji je sklon mune-metal aluminijska mjed (76 Cu 22 Zn 2 Al) i

žuta mjed (67 Cu 33 Zn) Dodacima mjedi smanjuje sc podložnost dccinkaciji Tu su

admiralitetska mjed (70 Cu 27 Zn 1 Sn) mornarička (62 Cu 37 Zn i 1 Sn) i

crvena mjed (15 Zn i 85 Cu) Ova posljednja podložna je pitingu Decinkaciju uvjetuju ovi

faktori

visoka temperatura

stagniranje tekućinc

porozni anorganski uklopci

Druga mana mjedi je sezonsko pucanjeOčituje se u dugačkim pukotinama na hladno

vučenim mjedenim predmetima Uzrokovano je unutrašnjim naprezanjima pogotovo u

atmosferi ili elektrolitu koji sadrži amonijak ili amonijeve soli i kisik Pukotine nastanu uz

granicu zrna ili transgranularno ako je podvrgnuto oštrim plastičnim deformacijama Mjed za

čahure koja sadrži 70 Cu i 30 Zn pokazuje najbolja mehanička svojstva no podložna je

sezonsonskom pucanju osobito u prisustvu vlage i dušikovih oksida Uranjanjem mjedi u

otopinu sastava može se primijetiti njena sklonost koroziji uz naprezanje već nakon 15 minuta

Mjed u takvoj otopini stradava vrlo brzo Sezonsko pucanje može se smanjiti

termičkom obradom napuštanja pri temperaturi od 350˚C za vrijeme od 1 sata

Pritom se gubi nešto od mehaničke čvrstoće

udaranjem drvenim čekićima ili obradom u rotacijskim bubnjevima

izbjegavanjem kontakta samonijakom

katodnom zašitom ili protektorskom pomoću cinkovih anoda

pomoću H2S kao inhibilora

Kositrene bronce dobiju se legiranjem 4 do 10 Sn nekoliko postotaka Zn Pb i ostalo

je bakar Prema almosferskoj koroziji otpornije su od bakra a također i u moru Otpornije su

prema sumpornoj kiselini a jače ih nagriza solna kiselina Prema lužinama otpornije su od

mjedi a slabije od bakra Pri koroziji uz naprezanje i korozijskom zamoru mnogo su otpornije

od mjedi

Aluminijeve bronce (22 Zn 76 Cu do 10 Al) imaju bolja korozivna svojstva od

bakra naročito u vrućim plinovima Upotrebljavaju se za klipove motora ventile i u avijaciji

Dobro podnose naprezanja

Silicijeve bronce sadrže do 40 Si Slične su bakru ali su otpornije prema solnoj i

sumpornoj kiselini tvrde su i otpornije od mnogih legura Upotrebljavaju se za dijelove

oružja pipce ventile itd

Berilijeve bronce sadrže 15 do 2 berilija sa eventualno malim dodatkom nikla Tu su

skupe legure ali po tvrdoći osobito pri visokim temperaturama čvrstoći i elastičnosti daleko

premašuju ostale legure obojenih metala Upotrebljavaju se za opruge membrane vijke

precizne instrumente i uglavnom svugdje gdje je predmet izložen korozijskom zamoru

Također se upotrebljavaju za male zupčanike sjedišta ventila i za ručne alate Otpornije su od

bakra prema solnoj kiselini

Legure bakra s niklom 80 Cu i 20 Ni služe za kondenzatorske cijevi za morsku

vodu 60 Cu i 40 Ni konstantan služi otpornike grijaćih tijela 59 Cu 28 Zn 13 Ni

alpaka ili novo srebro za kuhinjsko posuđe i pribor Ove su legure prema atmosferskoj

koroziji otpornije od bakra Porastom sadržaja nikla povećava se otpornost prema amonijaku i

amonijevim ionima a nestabilnije su prema sulfidnim otopinama i H2S Alpaka je otporna

prema enzimima koje stvara ljudski organizam Prema koroziji uz turbulenciju otporna je

arsenska aluminijska mjed 70 Cu i 30 Ni aluminijska bronca sa preko 10 Sn itd Olovne

bronce sadržavaju 10 olova i do 1 fosfora

c) Aluminij

Kad se aluminij otapa anodno nastaje Al3+ i Al

+

eAlAl 33 (29)

Al+ reducira vodu stvarajući pri tom Al

3+

OHHAlOHAl 22 2

3

2 (30)

Aluminij je lagani metal gustoće 27 gcm3 Otporan je prema atmosferskoj koroziji

Dobar je vodič električne struje i topline Od korozije ga štiti prirodni lli oksidacijom nastali

oksidni film debljine 20 do 100 μm Korozijska otpornost mu opada sa uklopcima drugih

metala na primjer magnezija Naročitoito dobru korozijsku otpornost pokazuje veoma čisti

9999 aluminij Odavna se primjenjuje za izradu raznih dijelova i opreme kao posuda

dalekozora daljinomjera dijelova oruđa i oružja a u novije vrijeme za kabine i okvire radio-

stanica radarske antene itd

Aluminij i njegove legure daju se obrađivati vučenjem rezanjem i lijevanjem pa ima

veoma široku primjenu Mnogo više bi se primjenjivao kad bi mu se poboljšala korozijska

otpornost Na zraku zbog svog elektrodnog potencijala reagira sa kisikom Ako se površinski

amalgamira i uroni u elektrolit korodira uz razvijanje vodika U kontaktu aluminija sa živom

nastaje intezivna korozija i na površini nastaje prava šuma stupića

Korozijska otpornost aluminija ovisi o otpornosti zaštitnog sloja Prilikom razaranja

aluminijevog oksida odmah se stvara novi Mana je oksidnog sloja prevelika poroznost Da se

smanje pore aluminij se silira - kuha u vodi te se bubrenjem oksida zatvaraju pore pa se

potencijal aluminija pomiče prema pozitivnijim vrijednostima Bolji rezulti se postižu

anodnom oksidacijom u kiselinama

Aluminij korodira pitingom u elektrolitima koji sadrže Cl- ione naročito ako je tekućina

ustajala pa dolazi do formiranja članka diferencijalne aeracije Tragovi Cu2+

i Fe+ u vodi

također smanjuju pasivnost aluminija zbog ionskog taloženja bakra i željeza Zbog toga se

aluminij ne može upotrebljavati kao materijal za cjevovode pitke vode ali je odličan za

destiliranu vodu Povišenjem temperature smanjuje se korozijska otpornost Pri 31oC raspada

se A12O3 za nekoliko sati ali se to ne dešava ako je u metalnom kontaktu sa nekorodirajućem

čelikom ili cirkonijem Legiranjem s niklom smanjuje koroziju na visokim temperaturama

Kao amfoteran metal aluminij korodira naglo pri visokim i niskim vrijednostima pH

Ako se aluminij katodno zaštićuje mora se paziti da ne dođe do prezasićenosti kako ga

nastali alkalitet koji se skuplja uz površinu metala ne bi oštetio Aluminij korodira u kontaktu

s mokrim cementom stvarajući vodik U kontaktu sa OH- stvara AlO2

-

222 23 HNaAlOOHNaOHAl (31)

U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima

kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci

matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također

zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa

čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija

Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima

Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza

Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se

izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava

interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju

u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna

Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do

9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa

magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i

kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se

otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje

kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga

dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti

ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog

izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem

nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma

smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure

korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju

duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna

korozija već točkasta i lokalna

Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj

tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji

dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina

Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija

proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla

korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje

navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija

d) Željezo

Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira

prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi

vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina

nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U

ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim

vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U

lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida

Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao

pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri

niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a

pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna

točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna

o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa

bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama

lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija

interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje

Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri

visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog

prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do

dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu

masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog

unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje

U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih

spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih

kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju

uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare

gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je

podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj

koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike

čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor

Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano

željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje

spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava

otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15

silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u

atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem

Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom

stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik

djeluje kao mikrokatoda

e) Legure željeza

Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u

vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg

razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost

imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni

sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s

aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži

željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji

Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se

zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14

silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i

alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u

vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj

kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca

kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se

korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu

anoda za morsku vodu

Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim

dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje

se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je

interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -

32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc

grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd

Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji

na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte

Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u

pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od

korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac

pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi

12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao

sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost

nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove

legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su

otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci

diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno

površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje

Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta

ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting

Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti

katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem

lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost

pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i

željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na

1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu

metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma

katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako

zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije

Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po

nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay

(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem

čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na

hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju

uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa

mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u

feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna

da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika

otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća

mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični

čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim

namirnicama za kirurške instrumente itd

Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu

izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na

višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3

povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure

(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se

primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se

mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija

sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama

lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano

korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj

bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura

transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova

korozijska razaranja

Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj

prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd

Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom

skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U

uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je

napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet

ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu

da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma

f) Nikl

Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva

Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na

visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju

nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito

prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri

nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja

Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i

industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu

otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu

novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih

spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj

vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim

organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama

korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U

fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni

koroziji uz naprezanje

g) Legure nikla

Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju

korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su

željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u

korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u

redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC

Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu

plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do

75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena

i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne

su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema

destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting

Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do

25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj

kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama

soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije

Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu

trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se

silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i

lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u

prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna

površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne

Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska

otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji

Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti

znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak

i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji

manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na

abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro

obrađivati

h) Krom

Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan

je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda

u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara

sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do

900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima

aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je

otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina

cilindara motora stijenki crpki i slično

i) Kobalt

Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama

Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35

ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do

1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa

unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta

ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama

soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij

sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Omjer dobivenih dubina iznosi 3 do 6 jer čvrstuća mnogo brže opada od mase naročito

duktilnost Decinkaciji je sklon mune-metal aluminijska mjed (76 Cu 22 Zn 2 Al) i

žuta mjed (67 Cu 33 Zn) Dodacima mjedi smanjuje sc podložnost dccinkaciji Tu su

admiralitetska mjed (70 Cu 27 Zn 1 Sn) mornarička (62 Cu 37 Zn i 1 Sn) i

crvena mjed (15 Zn i 85 Cu) Ova posljednja podložna je pitingu Decinkaciju uvjetuju ovi

faktori

visoka temperatura

stagniranje tekućinc

porozni anorganski uklopci

Druga mana mjedi je sezonsko pucanjeOčituje se u dugačkim pukotinama na hladno

vučenim mjedenim predmetima Uzrokovano je unutrašnjim naprezanjima pogotovo u

atmosferi ili elektrolitu koji sadrži amonijak ili amonijeve soli i kisik Pukotine nastanu uz

granicu zrna ili transgranularno ako je podvrgnuto oštrim plastičnim deformacijama Mjed za

čahure koja sadrži 70 Cu i 30 Zn pokazuje najbolja mehanička svojstva no podložna je

sezonsonskom pucanju osobito u prisustvu vlage i dušikovih oksida Uranjanjem mjedi u

otopinu sastava može se primijetiti njena sklonost koroziji uz naprezanje već nakon 15 minuta

Mjed u takvoj otopini stradava vrlo brzo Sezonsko pucanje može se smanjiti

termičkom obradom napuštanja pri temperaturi od 350˚C za vrijeme od 1 sata

Pritom se gubi nešto od mehaničke čvrstoće

udaranjem drvenim čekićima ili obradom u rotacijskim bubnjevima

izbjegavanjem kontakta samonijakom

katodnom zašitom ili protektorskom pomoću cinkovih anoda

pomoću H2S kao inhibilora

Kositrene bronce dobiju se legiranjem 4 do 10 Sn nekoliko postotaka Zn Pb i ostalo

je bakar Prema almosferskoj koroziji otpornije su od bakra a također i u moru Otpornije su

prema sumpornoj kiselini a jače ih nagriza solna kiselina Prema lužinama otpornije su od

mjedi a slabije od bakra Pri koroziji uz naprezanje i korozijskom zamoru mnogo su otpornije

od mjedi

Aluminijeve bronce (22 Zn 76 Cu do 10 Al) imaju bolja korozivna svojstva od

bakra naročito u vrućim plinovima Upotrebljavaju se za klipove motora ventile i u avijaciji

Dobro podnose naprezanja

Silicijeve bronce sadrže do 40 Si Slične su bakru ali su otpornije prema solnoj i

sumpornoj kiselini tvrde su i otpornije od mnogih legura Upotrebljavaju se za dijelove

oružja pipce ventile itd

Berilijeve bronce sadrže 15 do 2 berilija sa eventualno malim dodatkom nikla Tu su

skupe legure ali po tvrdoći osobito pri visokim temperaturama čvrstoći i elastičnosti daleko

premašuju ostale legure obojenih metala Upotrebljavaju se za opruge membrane vijke

precizne instrumente i uglavnom svugdje gdje je predmet izložen korozijskom zamoru

Također se upotrebljavaju za male zupčanike sjedišta ventila i za ručne alate Otpornije su od

bakra prema solnoj kiselini

Legure bakra s niklom 80 Cu i 20 Ni služe za kondenzatorske cijevi za morsku

vodu 60 Cu i 40 Ni konstantan služi otpornike grijaćih tijela 59 Cu 28 Zn 13 Ni

alpaka ili novo srebro za kuhinjsko posuđe i pribor Ove su legure prema atmosferskoj

koroziji otpornije od bakra Porastom sadržaja nikla povećava se otpornost prema amonijaku i

amonijevim ionima a nestabilnije su prema sulfidnim otopinama i H2S Alpaka je otporna

prema enzimima koje stvara ljudski organizam Prema koroziji uz turbulenciju otporna je

arsenska aluminijska mjed 70 Cu i 30 Ni aluminijska bronca sa preko 10 Sn itd Olovne

bronce sadržavaju 10 olova i do 1 fosfora

c) Aluminij

Kad se aluminij otapa anodno nastaje Al3+ i Al

+

eAlAl 33 (29)

Al+ reducira vodu stvarajući pri tom Al

3+

OHHAlOHAl 22 2

3

2 (30)

Aluminij je lagani metal gustoće 27 gcm3 Otporan je prema atmosferskoj koroziji

Dobar je vodič električne struje i topline Od korozije ga štiti prirodni lli oksidacijom nastali

oksidni film debljine 20 do 100 μm Korozijska otpornost mu opada sa uklopcima drugih

metala na primjer magnezija Naročitoito dobru korozijsku otpornost pokazuje veoma čisti

9999 aluminij Odavna se primjenjuje za izradu raznih dijelova i opreme kao posuda

dalekozora daljinomjera dijelova oruđa i oružja a u novije vrijeme za kabine i okvire radio-

stanica radarske antene itd

Aluminij i njegove legure daju se obrađivati vučenjem rezanjem i lijevanjem pa ima

veoma široku primjenu Mnogo više bi se primjenjivao kad bi mu se poboljšala korozijska

otpornost Na zraku zbog svog elektrodnog potencijala reagira sa kisikom Ako se površinski

amalgamira i uroni u elektrolit korodira uz razvijanje vodika U kontaktu aluminija sa živom

nastaje intezivna korozija i na površini nastaje prava šuma stupića

Korozijska otpornost aluminija ovisi o otpornosti zaštitnog sloja Prilikom razaranja

aluminijevog oksida odmah se stvara novi Mana je oksidnog sloja prevelika poroznost Da se

smanje pore aluminij se silira - kuha u vodi te se bubrenjem oksida zatvaraju pore pa se

potencijal aluminija pomiče prema pozitivnijim vrijednostima Bolji rezulti se postižu

anodnom oksidacijom u kiselinama

Aluminij korodira pitingom u elektrolitima koji sadrže Cl- ione naročito ako je tekućina

ustajala pa dolazi do formiranja članka diferencijalne aeracije Tragovi Cu2+

i Fe+ u vodi

također smanjuju pasivnost aluminija zbog ionskog taloženja bakra i željeza Zbog toga se

aluminij ne može upotrebljavati kao materijal za cjevovode pitke vode ali je odličan za

destiliranu vodu Povišenjem temperature smanjuje se korozijska otpornost Pri 31oC raspada

se A12O3 za nekoliko sati ali se to ne dešava ako je u metalnom kontaktu sa nekorodirajućem

čelikom ili cirkonijem Legiranjem s niklom smanjuje koroziju na visokim temperaturama

Kao amfoteran metal aluminij korodira naglo pri visokim i niskim vrijednostima pH

Ako se aluminij katodno zaštićuje mora se paziti da ne dođe do prezasićenosti kako ga

nastali alkalitet koji se skuplja uz površinu metala ne bi oštetio Aluminij korodira u kontaktu

s mokrim cementom stvarajući vodik U kontaktu sa OH- stvara AlO2

-

222 23 HNaAlOOHNaOHAl (31)

U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima

kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci

matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također

zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa

čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija

Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima

Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza

Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se

izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava

interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju

u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna

Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do

9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa

magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i

kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se

otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje

kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga

dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti

ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog

izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem

nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma

smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure

korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju

duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna

korozija već točkasta i lokalna

Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj

tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji

dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina

Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija

proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla

korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje

navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija

d) Željezo

Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira

prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi

vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina

nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U

ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim

vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U

lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida

Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao

pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri

niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a

pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna

točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna

o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa

bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama

lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija

interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje

Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri

visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog

prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do

dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu

masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog

unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje

U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih

spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih

kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju

uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare

gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je

podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj

koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike

čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor

Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano

željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje

spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava

otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15

silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u

atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem

Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom

stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik

djeluje kao mikrokatoda

e) Legure željeza

Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u

vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg

razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost

imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni

sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s

aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži

željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji

Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se

zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14

silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i

alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u

vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj

kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca

kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se

korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu

anoda za morsku vodu

Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim

dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje

se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je

interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -

32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc

grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd

Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji

na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte

Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u

pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od

korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac

pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi

12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao

sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost

nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove

legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su

otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci

diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno

površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje

Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta

ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting

Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti

katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem

lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost

pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i

željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na

1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu

metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma

katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako

zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije

Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po

nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay

(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem

čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na

hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju

uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa

mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u

feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna

da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika

otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća

mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični

čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim

namirnicama za kirurške instrumente itd

Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu

izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na

višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3

povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure

(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se

primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se

mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija

sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama

lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano

korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj

bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura

transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova

korozijska razaranja

Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj

prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd

Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom

skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U

uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je

napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet

ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu

da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma

f) Nikl

Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva

Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na

visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju

nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito

prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri

nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja

Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i

industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu

otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu

novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih

spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj

vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim

organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama

korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U

fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni

koroziji uz naprezanje

g) Legure nikla

Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju

korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su

željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u

korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u

redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC

Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu

plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do

75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena

i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne

su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema

destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting

Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do

25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj

kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama

soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije

Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu

trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se

silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i

lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u

prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna

površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne

Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska

otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji

Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti

znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak

i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji

manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na

abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro

obrađivati

h) Krom

Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan

je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda

u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara

sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do

900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima

aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je

otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina

cilindara motora stijenki crpki i slično

i) Kobalt

Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama

Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35

ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do

1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa

unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta

ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama

soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij

sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

vodu 60 Cu i 40 Ni konstantan služi otpornike grijaćih tijela 59 Cu 28 Zn 13 Ni

alpaka ili novo srebro za kuhinjsko posuđe i pribor Ove su legure prema atmosferskoj

koroziji otpornije od bakra Porastom sadržaja nikla povećava se otpornost prema amonijaku i

amonijevim ionima a nestabilnije su prema sulfidnim otopinama i H2S Alpaka je otporna

prema enzimima koje stvara ljudski organizam Prema koroziji uz turbulenciju otporna je

arsenska aluminijska mjed 70 Cu i 30 Ni aluminijska bronca sa preko 10 Sn itd Olovne

bronce sadržavaju 10 olova i do 1 fosfora

c) Aluminij

Kad se aluminij otapa anodno nastaje Al3+ i Al

+

eAlAl 33 (29)

Al+ reducira vodu stvarajući pri tom Al

3+

OHHAlOHAl 22 2

3

2 (30)

Aluminij je lagani metal gustoće 27 gcm3 Otporan je prema atmosferskoj koroziji

Dobar je vodič električne struje i topline Od korozije ga štiti prirodni lli oksidacijom nastali

oksidni film debljine 20 do 100 μm Korozijska otpornost mu opada sa uklopcima drugih

metala na primjer magnezija Naročitoito dobru korozijsku otpornost pokazuje veoma čisti

9999 aluminij Odavna se primjenjuje za izradu raznih dijelova i opreme kao posuda

dalekozora daljinomjera dijelova oruđa i oružja a u novije vrijeme za kabine i okvire radio-

stanica radarske antene itd

Aluminij i njegove legure daju se obrađivati vučenjem rezanjem i lijevanjem pa ima

veoma široku primjenu Mnogo više bi se primjenjivao kad bi mu se poboljšala korozijska

otpornost Na zraku zbog svog elektrodnog potencijala reagira sa kisikom Ako se površinski

amalgamira i uroni u elektrolit korodira uz razvijanje vodika U kontaktu aluminija sa živom

nastaje intezivna korozija i na površini nastaje prava šuma stupića

Korozijska otpornost aluminija ovisi o otpornosti zaštitnog sloja Prilikom razaranja

aluminijevog oksida odmah se stvara novi Mana je oksidnog sloja prevelika poroznost Da se

smanje pore aluminij se silira - kuha u vodi te se bubrenjem oksida zatvaraju pore pa se

potencijal aluminija pomiče prema pozitivnijim vrijednostima Bolji rezulti se postižu

anodnom oksidacijom u kiselinama

Aluminij korodira pitingom u elektrolitima koji sadrže Cl- ione naročito ako je tekućina

ustajala pa dolazi do formiranja članka diferencijalne aeracije Tragovi Cu2+

i Fe+ u vodi

također smanjuju pasivnost aluminija zbog ionskog taloženja bakra i željeza Zbog toga se

aluminij ne može upotrebljavati kao materijal za cjevovode pitke vode ali je odličan za

destiliranu vodu Povišenjem temperature smanjuje se korozijska otpornost Pri 31oC raspada

se A12O3 za nekoliko sati ali se to ne dešava ako je u metalnom kontaktu sa nekorodirajućem

čelikom ili cirkonijem Legiranjem s niklom smanjuje koroziju na visokim temperaturama

Kao amfoteran metal aluminij korodira naglo pri visokim i niskim vrijednostima pH

Ako se aluminij katodno zaštićuje mora se paziti da ne dođe do prezasićenosti kako ga

nastali alkalitet koji se skuplja uz površinu metala ne bi oštetio Aluminij korodira u kontaktu

s mokrim cementom stvarajući vodik U kontaktu sa OH- stvara AlO2

-

222 23 HNaAlOOHNaOHAl (31)

U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima

kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci

matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također

zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa

čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija

Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima

Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza

Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se

izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava

interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju

u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna

Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do

9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa

magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i

kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se

otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje

kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga

dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti

ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog

izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem

nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma

smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure

korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju

duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna

korozija već točkasta i lokalna

Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj

tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji

dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina

Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija

proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla

korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje

navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija

d) Željezo

Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira

prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi

vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina

nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U

ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim

vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U

lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida

Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao

pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri

niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a

pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna

točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna

o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa

bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama

lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija

interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje

Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri

visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog

prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do

dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu

masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog

unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje

U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih

spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih

kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju

uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare

gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je

podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj

koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike

čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor

Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano

željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje

spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava

otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15

silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u

atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem

Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom

stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik

djeluje kao mikrokatoda

e) Legure željeza

Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u

vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg

razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost

imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni

sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s

aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži

željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji

Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se

zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14

silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i

alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u

vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj

kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca

kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se

korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu

anoda za morsku vodu

Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim

dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje

se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je

interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -

32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc

grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd

Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji

na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte

Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u

pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od

korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac

pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi

12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao

sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost

nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove

legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su

otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci

diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno

površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje

Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta

ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting

Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti

katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem

lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost

pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i

željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na

1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu

metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma

katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako

zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije

Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po

nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay

(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem

čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na

hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju

uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa

mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u

feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna

da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika

otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća

mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični

čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim

namirnicama za kirurške instrumente itd

Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu

izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na

višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3

povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure

(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se

primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se

mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija

sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama

lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano

korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj

bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura

transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova

korozijska razaranja

Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj

prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd

Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom

skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U

uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je

napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet

ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu

da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma

f) Nikl

Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva

Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na

visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju

nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito

prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri

nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja

Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i

industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu

otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu

novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih

spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj

vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim

organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama

korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U

fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni

koroziji uz naprezanje

g) Legure nikla

Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju

korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su

željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u

korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u

redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC

Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu

plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do

75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena

i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne

su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema

destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting

Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do

25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj

kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama

soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije

Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu

trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se

silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i

lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u

prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna

površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne

Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska

otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji

Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti

znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak

i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji

manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na

abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro

obrađivati

h) Krom

Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan

je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda

u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara

sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do

900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima

aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je

otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina

cilindara motora stijenki crpki i slično

i) Kobalt

Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama

Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35

ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do

1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa

unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta

ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama

soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij

sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima

kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci

matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također

zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa

čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija

Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima

Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza

Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se

izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava

interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju

u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna

Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do

9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa

magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i

kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se

otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje

kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga

dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti

ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog

izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem

nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma

smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure

korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju

duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna

korozija već točkasta i lokalna

Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj

tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji

dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina

Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija

proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla

korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje

navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija

d) Željezo

Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira

prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi

vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina

nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U

ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim

vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U

lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida

Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao

pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri

niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a

pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna

točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna

o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa

bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama

lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija

interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje

Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri

visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog

prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do

dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu

masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog

unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje

U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih

spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih

kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju

uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare

gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je

podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj

koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike

čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor

Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano

željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje

spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava

otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15

silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u

atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem

Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom

stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik

djeluje kao mikrokatoda

e) Legure željeza

Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u

vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg

razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost

imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni

sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s

aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži

željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji

Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se

zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14

silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i

alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u

vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj

kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca

kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se

korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu

anoda za morsku vodu

Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim

dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje

se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je

interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -

32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc

grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd

Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji

na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte

Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u

pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od

korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac

pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi

12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao

sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost

nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove

legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su

otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci

diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno

površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje

Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta

ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting

Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti

katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem

lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost

pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i

željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na

1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu

metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma

katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako

zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije

Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po

nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay

(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem

čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na

hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju

uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa

mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u

feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna

da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika

otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća

mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični

čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim

namirnicama za kirurške instrumente itd

Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu

izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na

višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3

povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure

(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se

primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se

mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija

sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama

lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano

korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj

bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura

transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova

korozijska razaranja

Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj

prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd

Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom

skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U

uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je

napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet

ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu

da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma

f) Nikl

Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva

Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na

visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju

nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito

prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri

nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja

Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i

industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu

otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu

novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih

spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj

vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim

organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama

korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U

fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni

koroziji uz naprezanje

g) Legure nikla

Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju

korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su

željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u

korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u

redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC

Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu

plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do

75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena

i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne

su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema

destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting

Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do

25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj

kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama

soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije

Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu

trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se

silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i

lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u

prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna

površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne

Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska

otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji

Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti

znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak

i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji

manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na

abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro

obrađivati

h) Krom

Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan

je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda

u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara

sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do

900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima

aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je

otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina

cilindara motora stijenki crpki i slično

i) Kobalt

Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama

Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35

ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do

1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa

unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta

ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama

soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij

sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna

o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa

bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama

lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija

interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje

Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri

visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog

prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do

dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu

masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog

unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje

U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih

spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih

kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju

uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare

gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je

podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj

koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike

čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor

Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano

željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje

spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava

otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15

silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u

atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem

Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom

stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik

djeluje kao mikrokatoda

e) Legure željeza

Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u

vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg

razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost

imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni

sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s

aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži

željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji

Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se

zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14

silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i

alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u

vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj

kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca

kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se

korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu

anoda za morsku vodu

Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim

dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje

se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je

interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -

32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc

grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd

Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji

na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte

Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u

pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od

korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac

pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi

12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao

sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost

nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove

legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su

otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci

diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno

površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje

Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta

ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting

Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti

katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem

lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost

pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i

željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na

1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu

metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma

katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako

zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije

Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po

nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay

(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem

čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na

hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju

uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa

mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u

feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna

da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika

otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća

mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični

čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim

namirnicama za kirurške instrumente itd

Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu

izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na

višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3

povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure

(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se

primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se

mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija

sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama

lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano

korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj

bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura

transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova

korozijska razaranja

Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj

prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd

Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom

skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U

uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je

napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet

ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu

da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma

f) Nikl

Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva

Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na

visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju

nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito

prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri

nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja

Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i

industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu

otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu

novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih

spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj

vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim

organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama

korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U

fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni

koroziji uz naprezanje

g) Legure nikla

Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju

korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su

željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u

korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u

redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC

Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu

plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do

75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena

i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne

su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema

destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting

Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do

25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj

kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama

soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije

Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu

trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se

silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i

lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u

prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna

površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne

Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska

otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji

Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti

znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak

i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji

manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na

abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro

obrađivati

h) Krom

Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan

je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda

u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara

sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do

900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima

aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je

otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina

cilindara motora stijenki crpki i slično

i) Kobalt

Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama

Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35

ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do

1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa

unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta

ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama

soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij

sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

anoda za morsku vodu

Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim

dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje

se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je

interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -

32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc

grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd

Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji

na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte

Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u

pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od

korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac

pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi

12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao

sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost

nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove

legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su

otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci

diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno

površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje

Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta

ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting

Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti

katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem

lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost

pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i

željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na

1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu

metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma

katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako

zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije

Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po

nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay

(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem

čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na

hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju

uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa

mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u

feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna

da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika

otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća

mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični

čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim

namirnicama za kirurške instrumente itd

Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu

izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na

višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3

povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure

(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se

primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se

mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija

sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama

lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano

korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj

bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura

transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova

korozijska razaranja

Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj

prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd

Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom

skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U

uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je

napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet

ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu

da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma

f) Nikl

Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva

Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na

visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju

nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito

prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri

nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja

Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i

industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu

otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu

novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih

spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj

vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim

organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama

korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U

fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni

koroziji uz naprezanje

g) Legure nikla

Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju

korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su

željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u

korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u

redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC

Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu

plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do

75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena

i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne

su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema

destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting

Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do

25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj

kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama

soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije

Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu

trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se

silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i

lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u

prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna

površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne

Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska

otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji

Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti

znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak

i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji

manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na

abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro

obrađivati

h) Krom

Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan

je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda

u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara

sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do

900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima

aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je

otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina

cilindara motora stijenki crpki i slično

i) Kobalt

Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama

Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35

ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do

1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa

unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta

ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama

soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij

sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu

izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na

višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3

povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure

(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se

primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se

mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija

sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama

lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano

korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj

bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura

transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova

korozijska razaranja

Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj

prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd

Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom

skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U

uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je

napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet

ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu

da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma

f) Nikl

Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva

Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na

visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju

nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito

prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri

nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja

Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i

industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu

otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu

novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih

spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj

vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim

organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama

korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U

fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni

koroziji uz naprezanje

g) Legure nikla

Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju

korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su

željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u

korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u

redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC

Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu

plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do

75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena

i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne

su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema

destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting

Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do

25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj

kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama

soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije

Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu

trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se

silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i

lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u

prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna

površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne

Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska

otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji

Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti

znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak

i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji

manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na

abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro

obrađivati

h) Krom

Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan

je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda

u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara

sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do

900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima

aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je

otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina

cilindara motora stijenki crpki i slično

i) Kobalt

Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama

Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35

ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do

1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa

unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta

ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama

soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij

sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC

Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu

plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do

75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena

i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne

su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema

destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting

Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do

25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj

kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama

soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije

Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu

trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se

silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i

lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u

prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna

površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne

Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska

otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji

Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti

znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak

i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji

manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na

abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro

obrađivati

h) Krom

Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan

je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda

u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara

sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do

900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima

aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je

otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina

cilindara motora stijenki crpki i slično

i) Kobalt

Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama

Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35

ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do

1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa

unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta

ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama

soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij

sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i

zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma

j) Cink

Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih

produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i

kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u

obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za

zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj

atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda

Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju

stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To

se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se

skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na

površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska

korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem

temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo

dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti

taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink

štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne

ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao

anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao

zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju

tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer

izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom

elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima

Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela

u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH

Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u

srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u

otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se

primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na

površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora

Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi

korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008

magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice

tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju

k) Kadmij

Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je

nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U

industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se

često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća

komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se

bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu

kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

i) Srebro

Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama

(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita

zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao

mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a

mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim

metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama

Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je

jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U

natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje

koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih

putova

Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne

boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne

predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a

mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca

Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo

brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli

m) Zlato

Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini

metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu

struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka

(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se

brzo amalgamira

Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj

industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist

upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova

statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06

mm)

U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne

legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit

Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku

čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se

koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za

nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka

dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd

Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao

l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato

za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže

nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje

zlatni šupljikavi skelet

n) Platina

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal

platine pri reakciji

VjeePtPt 2122 (32)

Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao

netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje

električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno

svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u

agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene

joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa

paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu

vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali

je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa

dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje

tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao

slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu

Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se

superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki

prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski

prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija

kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je

termički koeficijent širenja vrlo sličan

o) Paladij

Paladlj ima mehanička svojstva kao platina

VEePdPd o 83022 (33)

U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za

nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa

mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini

Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i

električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl

zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je

potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične

kiseline ga ne nagriza

Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može

galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u

dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima

korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao

katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa

istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije

p) lridij

Iridij u reakciji Ir harr Ir3+

+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim

temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do

100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija

q) Magnezij

Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj

vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se

poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se

dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito

pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi

Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove

legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i

sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom

Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke

obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi

Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija

Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju

biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća

Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri

motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za

pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se

kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova

r) Olovo

Olovo korodira u obliku

ePbPb 22 (34)

Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4

HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U

uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava

primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u

razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)

U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal

korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa

vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u

moru

Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje

korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je

olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u

prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku

koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog

mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60

kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u

elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom

telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka

interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih

mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće

s) Kositar

Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne

korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do

pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja

Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U

vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za

skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega

ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema

željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili

poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za

izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za

izradu konzervi

Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr

SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc

razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je

stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna

modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar

raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature

taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u

sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer

kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u

obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe

kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s

bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta

smanjuje sklonost lokalnoj koroziji

Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu

temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani

prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer

mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim

organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na

primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u

industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim

faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična

korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se

treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite

klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama

Utjecaj temperature

Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje

izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne

karakteristike mijenjaju s promjenom temperature

Utjecaj vlažnosti zraka

Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja

je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu

Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na

površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje

stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem

volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj

vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do

ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se

predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira

se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba

imati u vidu prilikom uskladištenja opreme

Utjecaj kemijske zagađenosti zraka

Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na

određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid

ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U

primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku

Utjecaj mikroorganizama

Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje

visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim

tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale

Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju

sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti

ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost

ODRŽAVANJE TRUPA BRODA

Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom

održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti

broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se

prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih

organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog

održavanja u narednom periodu

Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi

do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja

u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda

Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu

Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu

Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može

očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U

ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt

Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom

zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez

mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i

povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U

slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom

starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do

većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije

Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani

stajanjem broda1

Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog

iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje

o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se

pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog

premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do

osam godina Kada se

brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje

kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita

Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je

korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina

izborom materijala

modifikacijom okoliša

zaštitnim premazima ili prevlakama

katodnom i anodnom zaštitom

U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij

Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i

mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je

obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3

Kvaliteta

uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo

unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda

Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila

Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim

1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih

brodskih limova i elemenata brodske strukture

2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4

godine 3 Prema [4] str 8

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih

legura javlja se galvanska korozija

Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava

primjenom inhibitora4

Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne

energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori

Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se

topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove

magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim

tijekom vode

Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od

korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena

Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita

su lako uočljive i mogu se lako sanirati

U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može

izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku

Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i

u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se

učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja

premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu

zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene

elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez

zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje

Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se

brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se

kao dodatni sustav zaštite

11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA

Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao

anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima

veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita

Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo

topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski

premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije

unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na

brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima

svojstva premaza

kemijska svojstva površine metala

priprema površine metala

tehnika nanošenja premaza

debljina nanošenog premaza

kvaliteta nanošenja

4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te

nakon nanošenja premaza

agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog

iskorištavanja broda

Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od

temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima

određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni

zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova

kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima

sprečavanju ili odgodi pojave korozije

formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala

saniranjem kemijski aktivnih površina

elastičnost pri promjenama temperature

Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba

biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju

Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim

utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni

premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i

polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su

materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne

mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume

Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji

se sastoje od smole i učvršćivača

Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine

neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva

svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja

Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne

površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni

za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline

Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima

premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih

reakcija

sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju

usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom

U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim

djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede

pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje

unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao

katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da

korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju

pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces

Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina

vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala

131 Priprema površine

Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC

iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza

preporučuje drugačije

Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije

nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve

ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa

prije nanošenja premaza spadaju

odmašćivanje

uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima

mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata

odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom

odstranjivanje korozijskih produkata vatrom

kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata

Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo

fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili

deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i

male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste

korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova

oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije

Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u

tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju

atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova

odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u

međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala

Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja

korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu

odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim

metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva

sol zaostaje u mikroporama metala

Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata

raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači

uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim

sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem

korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade

5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u

kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska

obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj

kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine

Postoje dvije osnovne vrste

električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski

električni i pneumatski alati kružnog djelovanja

Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste

odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije

moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih

produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima

Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće

horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče

ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se

skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od

kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu

na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje

ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon

tretiranja udarnim zupcima

Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije

metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski

trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka

broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i

skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za

djelotvorno odstranjivanje abrazivima su

odabir odgovarajućeg abraziva

povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća

odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv

prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)

pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija

primjenjuje

Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga

se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na

pjeskarenje

sačmarenje

kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom

odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom

U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku

pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću

komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska

velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte

okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju

premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je

takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje

izvana

U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju

čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi

tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć

komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina

kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni

utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće

topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom

kako bi se spriječila pojava korozije

Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva

upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije

koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje

korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli

Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati

veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići

skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze

moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i

zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro

očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u

vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno

onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u

odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi

Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene

ove metode zbog vlažnosti površina

Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod

održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s

metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do

blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava

oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i

oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne

površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom

izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš

Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri

zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni

mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske

korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme

redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata

Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola

odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili

fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu

koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih

površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj

očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima

a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

132 Svojstva organskih premaza

Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji

apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj

podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na

apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost

komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina

strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti

visoka mehanička otpornost

otpornost na ljuštenje

kemijska stabilnost

stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa

Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim

površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za

korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj

se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje

iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i

katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju

sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao

posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na

mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na

metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije

133 Tehnike nanošenja organskih premaza

Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti

premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su

najznačajniji

upute i preporuke proizvođača

kvaliteta premaza

ekonomičnost

Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici

nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje

se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir

tehnike nanošenja

Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno

ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini

premaza

Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i

raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti

jednostavnost primjene

u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi

mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza

nanošenje premaza obavlja posada broda

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena

dobro prianjanje premaza na površinu

Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed

pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih

metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza

Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više

prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge

metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade

broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u

svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima

bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni

nedostaci ove metode su

sporost nanošenja premaza i

sporost u sušenju

Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg

sloja premaza relativno se sporije suši

Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje

premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće

brzina nanošenja premaza i

moguća je kontrola debljine premaza

Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja

kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu

premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni

nedostaci navedene tehnike su

zahtjeva se određena vještina rukovatelja i

zahtjeva se okolina bez strujanja zraka

Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio

površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine

Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi

premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi

između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka

premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini

Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri

nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih

antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je

približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje

Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina

metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi

Uvjeti nanošenja premaza

Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i

odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu

atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene

metode

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza

prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore

uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal

mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza

Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna

vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su

posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita

premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete

Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća

nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod

premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima

temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta

nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše

snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku

Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te

poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se

smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati

korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti

ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala

Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu

premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi

stvore porozni nejednoliki premazi

Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina

zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na

približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta

zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine

Debljina premaza

Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio

premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih

tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)

Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60

kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film

thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7

100

ZKTdmsdss (41)

dss - debljina suhog sloja (microm)

6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom

volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i

temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se

to događa naziva se temperatura rosišta

7 Prema [4] str 338

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

dms - debljina mokrog sloja (microm)

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na

površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom

PM

UPBZKTGBdss

))((10

100

100

(42)

dss ndash debljina suhog sloja (microm)

GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9

ZKT - zalihost tvrdog sloja ()

UPB ndash ukupan potrošak boje

PM - površina metala na koji se premaz nanosi

134 Podjela organskih premaza

Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju

osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo

Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za

različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim

temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i

dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10

melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama

kombinacijom estera masnih kiselina

kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača

Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole

imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu

Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala

svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida

Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj

kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri

atmosferskom izlaganju

8 Prema [4] str 338

9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod

eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10

Prema [33] str 183 11

Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine

izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih

prijevozu kemikalija

Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju

dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični

Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih

osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu

upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para

Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u

prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u

zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru

otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog

epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U

ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala

Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-

smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno

200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na

tankovima za prijevoz kemikalijama

Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska

zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti

jednokomponentne koje se suše na zraku

jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem

jednokomponentne koje se peku

dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi

dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem

U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost

kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na

metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod

popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo

prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti

kombinacije sa ariliranim smolama

Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u

antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama

Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim

plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje

dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40

microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno

prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća

Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu

(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog

sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla

željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava

12

Prema [30] str 184

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od

klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo

isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti

zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje

Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije

Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena

Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije

Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza

su sljedeće

ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji

period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6

sati

kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija

međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja

ostataka soli i ulja

Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže

željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe

Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem

sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se

mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni

premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni

premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima

Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim

uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za

premazivanje paluba

Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima

cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s

crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90

sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u

kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti

površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza

Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje

sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom

prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do

izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je

prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama

Vodorazređivi premazi

Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na

istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš

Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su

premazi sa visokim udjelom suhe tvari

praškasti premazi

premazi koji otvrdnjavaju zračenjem

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

vodotopivi i vodorazrjedivi premazi

Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća

Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza

Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se

vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe

vodene otopine

vodene disperzije

vodene emulzije

Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi

Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja

su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari

Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija

polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien

akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja

djelomično hlape sušenjem

Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži

nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren

kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)

Starenje korozijskih premaza

Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često

pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj

ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao

kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije

lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje

prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost

pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog

porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih

kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom

molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem

povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe

relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova

Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta

otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama

starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako

najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan

broj funkcionalnih grupa

zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj

svojih funkcionalnih grupa

spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih

grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja

lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer

kaučuk

Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij

najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne

zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima

Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost

i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost

prevlake prema vanjskoj sredini

Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca

svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa

velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog

slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se

dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati

kalofonija)

135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma

Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim

organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog

dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu

može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što

jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13

Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale

Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i

načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda

varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno

vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora

Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja

pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora

pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu

podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna

svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za

zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti

napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj

dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea

Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja

čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev

Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u

slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija

jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog

željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od

korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge

kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak

spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra

smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući

tako kao toksin na organizme obraštaja

Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije

čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se

pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari

Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao

13

Prema [21] str 110

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno

skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja

upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole

i bakrenih spojeva

Suvremeni zaštitni premazi

Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora

engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza

minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu

kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase

prvi sloj za sprečavanje korozije

drugi sloj za sprečavanje obraštanja

Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim

najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu

dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji

proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi

sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i

arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U

prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima

Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do

početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do

sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci

Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza

pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu

(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings

utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g

Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili

manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente

sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se

upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14

u premazima protiv obrastanja Komponenta

nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod

pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su

konvencionalni matrix premazi

poboljšani matrix premazi

samopolirajući premazi

Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su

djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je

ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje

14

International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu

2001

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme

dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog

mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina

zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička

svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak

bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari

nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je

ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa

Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik

napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju

fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski

kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza

Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska

komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u

kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s

površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između

73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza

tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine

Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom

osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom

plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš

Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima

obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od

klasičnih premaza s TBT15

i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva

dokovanja broda

Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite

od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su

premazi imaju vrlo visoku cijenu

prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine

kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike

osjetljive su na mehanička oštećenja

Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi

samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu

Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska

organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001

godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u

potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se

premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003

godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja

koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza

Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa

Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u

njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira

15

Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na

suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i

stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju

pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika

namjena broda

odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)

područje plovidbe

brzina broda

razdoblje između dva dodokovanja

kompatibilnost s antikorozivnim premazom

stupanj glatkoće premaza

Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu

učinka otrovnosti

premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov

premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost

premaz u kojem je i samo vezivo toksično

premaz kombiniranog djelovanja

Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na

konvencionalne

samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)

nove konvencionalne (CLP CDP)

samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)

hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni

najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC

(Fouling Release Coatings)

Konvencionalni premazi

Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i

kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru

adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)

Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških

metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20

stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni

oksid

Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u

izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim

premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom

izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme

Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)

sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog

materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja

biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda

pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje

organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je

tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u

sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je

omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja

filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv

obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more

Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije

omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja

imali su relativno kratku trajnost

U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora

reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga

netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)

Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička

oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza

Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i

nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine

konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva

dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima

međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv

obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma

Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola

(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva

upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke

otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao

izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići

brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali

do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje

novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje

U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod

ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće

uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo

podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje

sloja premaza

Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva

zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja

uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda

Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu

dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima

protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz

nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim

postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida

Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s

vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom

okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno

djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u

kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te

usporedno zaglađivanje premaza

Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima

broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati

specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom

oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih

premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz

upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih

pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici

postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje

goriva

razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina

smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza

Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu

Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od

brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa

TBT ndash free

Novi konvencionalni AV premazi

Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih

premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u

zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni

oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo

nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su

bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza

Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima

morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje

bakrenog oksida iz premaza

nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te

imati prihvatljivu cijenu

Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok

eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje

kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski

preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida

Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine

Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching

Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi

premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv

obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve

netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja

novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci

Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće

rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se

biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv

obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi

na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna

aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je

korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne

akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz

mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske

izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za

hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza

te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu

samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom

sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom

sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je

izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz

na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi

manji potrošak goriva

zadovoljavajuća kontrola obraštanja

kontrola otpuštanja biocida

kontrola brzine poliranja

svojstvo samozaglađivanja

Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci

Dvokomponentni AV premazi

Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free

premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)

Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i

veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću

učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio

krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te

smanjenu debljinu izlučenog sloja

AV premazi bez biocida neobraštajući premazi

Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama

zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski

biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji

stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate

Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće

izbjeći djelomično obraštanje

Silikonski premazi

Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog

trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu

netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera

sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju

TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog

svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna

svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno

kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti

Premazi na bazi mikrovlakana

Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove

materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se

najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana

Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći

svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-

organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati

preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim

Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje

premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja

Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas

gaza ovdje to nema značaja

Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će

se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima

KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA

Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih

konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki

negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom

krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode

moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt

ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je

omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda

Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće

a) anodna reakcija neMM n

(43)

b) katodna reakcija dneD Re (44)

Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16

obje ove reakcije se

odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti

površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne

reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se

brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u

potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne

zaštite

katodna zaštita žrtvovanom anodom

katodna zaštita s vanjskim izvorom struje

Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala

koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno

16

Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima

postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa

naboja ali u suprotnim smjerovima

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK

što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim

kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju

provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu

Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal

postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode

ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon

istrošenja zamjenjivati

Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita

žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem

se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s

vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti

Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U

elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi

136 Učinkovitost katodne zaštite trupa

Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju

zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se

tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to

sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata

sprečavanje nastanka rupičaste korozije

održavanje glatkoće brodskog trupa

Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije

karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali

konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći

Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u

ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim

koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se

lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg

metala

Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine

oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se

tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se

odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća

katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset

godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme

dokovanja broda

Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do

oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale

tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za

posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem

vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od

17

Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na

njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima

mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i

funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te

vodljivost

Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili

samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u

nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije

zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na

brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima

povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova

odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen

Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini

podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite

podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18

bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)

gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa

wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji

WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji

kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj

liniji

bC - blok koeficijent

Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna

gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom

Gustoća struje ovisi o

kvaliteti zaštitnog premaza

strujanjima u blizini štićene površine

vrsti površine koju se štiti

Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za

čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno

da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući

dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata

trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su

približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave

zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i

narinutom strujom

18

Prema [4] str 356

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda

Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije

Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove

aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći

cinikova anoda 780 Ahkg

aluminijska anoda 2820 Ahkg

magnezijeva anoda 1100 Ahkg

Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista

Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su

njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim

manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za

podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno

se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora

omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode

Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu

pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za

cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20

JSI ukuk (46)

gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)

ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu

ukukuk ItC (47)

gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )

ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)

ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)

Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se

prema izrazu

19

Prema [33] str 29 20

Prema [4] str 357

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

anukuk CCm (48)

gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)

ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)

anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent

između ukupne mase anoda s masom jedne anode

Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa

za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode

Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim

dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o

sljedećim načelima

približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu

brodskog trupa u području porivnika

ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda

uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara

ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća

zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara

postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji

smjer obzirom na očekivana strujanja vode

anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je

moguće iznad i ispod radijusa krila vijka

postaviti anode u područja usisnih košara

na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno

u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće

kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi

sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice

na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi

Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se

mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se

postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i

određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju

imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na

brodu s jednim porivnikom

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

D

25 - 3 D

D 04

D

11D

Površine bez anoda

Površine bez anoda

Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika

Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su

postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu

Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika

Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez

obzira na njihovu namjenu

138 Zaštita tankova i stonova

Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina

postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa

Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i

zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz

sigurnosnih razloga

Zaštita tankova

Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda

Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim

zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno

se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih

tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda

na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova

namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze

u tanku te upore

Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do

izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se

nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom

eksploatacije

Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino

upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja

tereta

Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u

kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili

aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba

zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se

određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u

kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je

približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene

nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih

anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21

tC

SJm

an

uk

uk 210768 (49)

gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)

Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)

Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena

u (m2)

J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine

(Am2)

t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom

Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se

planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine

Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu

umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i

spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja

tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode

ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak

zaštite

Zaštita stonova

Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje

se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno

aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili

cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim

21

Prema [4] str 366

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o

ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije

godine

12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM

Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela

se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom

strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita

metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne

struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju

se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u

topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može

se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim

načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge

konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku

primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda

Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima

Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je

vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog

dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj

anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje

se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost

regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne

anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda

Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom

stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s

automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na

vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije

Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva

se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)

Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini

Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se

provesti na dva načina

konstantnim potencijalom

konstantnom strujom

Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala

(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz

uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem

potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed

hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste

vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava

ručno ili automatski

Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine

konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu

22

Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na

brodovima preko 100 metara

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite

(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća

zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja

korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću

zaštitne struje

139 Smještaj anoda

Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji

otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna

struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih

anoda za zaštitu brodova

anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i

anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda

Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U

nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne

anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode

Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da

slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati

čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima

Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u

trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno

izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu

broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim

opterećenjima npr ledolomci

Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od

djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog

premaza oko anode

Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a

oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i

referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se

zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti

Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji

Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne

anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u

tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani

uz dovod struje

Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m

23

Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m

Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg

pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno

rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem

leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti

raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do

oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni

Inertna anoda Referetna anoda

Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50

Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem

odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom

se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja

zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od

vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5

metara

Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na

brodovima većim od 50 m

Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao

referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i

neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije

potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se

očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok

je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji

U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim

elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se

štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan

uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim

automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za

napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim

mjestima

24

Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m