obrKorozní odolnost korozivzdorných ocelí v provozním prostředí pro zajištění dlouhodobé životnosti a bezpečnosti provozu závisí zejména na správné volbě korozivzdorné oceli, kvalitě povrchu korozivzdorné oceli, konstrukčním uspořádání technologických částí, inspekci a údržbě zařízení z korozivzdorných ocelí, dodržování zásad při manipulaci a zpracování korozivzdorných ocelí a při montáži zařízení.


U konstrukcí a technologických zařízení vyrobených z korozivzdorných ocelí dochází často vlivem nekvalitního povrchu buď jenom k pouhému zhoršení vzhledu povrchu nebo i k vážnému koroznímu napadení a snížení životnosti. Použití korozivzdorných ocelí může být znehodnoceno již výskytem korozního napadení povrchu v mírných korozních podmínkách při porušení zásad pro manipulaci a zpracování korozivzdorných ocelí. Snížení korozní odolnosti povrchové ochranné vrstvy se projevuje vznikem povrchové koroze (povrchové rezavění) nebo lokálními formami koroze (bodová a štěrbinová koroze).

FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ POŠKOZENÍ
Poškození povrchu korozivzdorných ocelí je obecně způsobeno a ovlivňováno:
• fyzikálním stavem povrchu,
• přítomností povrchových necelistvostí především po tváření,
• porušením optimálního stavu povrchu (vrypy, záseky, stopy po broušení),
• povrchovými defekty spojenými při svařování,
• chemickým stavem povrchu,
• přítomností látek organického původu kontaminujících povrch a obsahujících sloučeniny Cl, S, P a C,
• kovovými materiály kontaminujícími povrch především železem (např. uhlíkaté oceli) za postupného vzniku povrchového rezavění,
• zabudování kontaminujícího kovu (především Fe nebo oxidů Fe) do svarového spoje.
Jakost povrchu plechů z korozivzdorných ocelí musí splňovat ČSN EN 10 163 (42 0017), která určuje přípustný rozsah nedokonalostí a vad a přípustné postupy pro jejich odstraňování. Povrch korozivzdorných ocelí vždy musí být bez vnitřních defektů.
Plechy a pásy z korozivzdorných ocelí se dodávají v provedení podle ČSN EN 10088-2 (42 0928), jak je uvedeno v tab. 1. Tato tabulka udává jakost povrchu a technologii zpracování. Povrchy bezešvých trubek z korozivzdorných ocelí zahrnuje norma ČSN EN 10297-2 (42 0258). Označení jakosti povrchu a jejich provedení je uvedeno v tab. 2. Označení jakosti povrchu a jejich provedení svařovaných trubek z korozivzdorných ocelí je v normě ČSN EN 10 296-2 (42 00101) a je uvedeno v tab. 3.

tab1
tab2
tab3

 

ZÁSADY PRO MANIPULACI, ZPRACOVÁNÍ A MONTÁŽ ZAŘÍZENÍ Z KOROZIVZDORNÝCH OCELÍ
Označení dodávek korozivzdorných ocelí musí být zajištěno tak, aby nedocházelo k záměně dodávek korozivzdorných ocelí a jejich atestů a během transportu nesmí dojít k mechanickému poškození povrchu nebo ke kontaminaci povrchu korozivzdorných ocelí uhlíkatým materiálem. Při převozu musí být výrobky uloženy na dřevěných paletách a zakryty.
Všechny zásady pro práci s korozivzdornými ocelemi mají za cíl minimalizovat mechanické poškození a kontaminaci povrchu korozivzdorných ocelí tak, aby po konečné technologické operaci byla zaručena odpovídající jednotná kvalita povrchu. Manipulační a odkládací plochy musí být udržovány v maximální čistotě, nesmí být přítomny kontaminující látky. Korozivzdorné oceli musí být při manipulaci pokládány na dřevěné palety nebo dřevěné podložky, které musí být zakryty, pokud se s korozivzdornou ocelí nepracuje. Pracovníci při expedici a manipulaci s korozivzdornými ocelemi musí mít čisté pracovní oděvy bez kovových knoflíků, čisté pracovní rukavice a pracovní obuv bez kovových cvočků.
Musí být zajištěna ochrana korozivzdorných ocelí před organickými látkami jako jsou oleje, mastnoty, znečištěné emulze a přípravky obsahující chloridy nebo HCl. Při odmašťování organickými rozpouštědly se musí používat pouze přípravky, které neobsahují chlór, jako je např. aceton nebo odmašťovadla na bázi anorganických látek. Veškeré technologické zpracování a značení se musí provádět tak, aby nedocházelo ke:
• kontaminaci prachem obsahujícím železo,
• kontaminaci nečistotami, které obsahují uhlíkové nelegované oceli,
• odření povrchu korozivzdorné oceli při styku s uhlíkovou ocelí.

PŘI STROJNÍM OBRÁBĚNÍ JE TŘEBA DODRŽOVAT TYTO ZÁSADY:
Před započetím práce s korozivzdornými ocelemi musí být stroje vyčištěny od uhlíkatých železných materiálů. Nutno používat čisté chladicí kapaliny, které nebyly použity u jiných materiálů, při výměnách chladicích kapalin se musí vyčistit i čerpadla a sběrné nádoby. Při zpracování se používají pouze nástroje určené pro korozivzdorné oceli, např. vyrobené ze slinutých karbidů nebo rychlořezných ocelí a musí se používat pouze pro korozivzdornou ocel. V neposlední řadě při broušení se musí používat kotouče, které neobsahují feromagnetické částice.
Svařování se provádí podle schváleného technologického postupu pro výrobky z korozivzdorných ocelí. Používají se pouze vhodné vysušené elektrody schválené pro daný typ oceli a vhodné svařovací technologie. Je nutné vždy odstranit strusku a jiné nečistoty z každé vrstvy před vložením další vrstvy. Musí být zabráněno styku korozivzdorných ocelí s uhlíkatými nelegovanými a nízkolegovanými ocelemi při přípravě svarových ploch a při vlastním svařování. Svařování by se mělo provádět v uzavřených prostorách, kde se svařují pouze korozivzdorné oceli, pokud je nutné svařovat venku, chránit korozivzdornou ocel před nepříznivými vlivy. Pracoviště, kde se svařují korozivzdorné oceli, by mělo být odděleno (plechová ohrada, závěsy) od pracoviště nelegovaných ocelí. Ve svařovacím prostoru musí být odstraněny všechny látky snižující korozní odolnost svarových spojů z korozivzdorných ocelí nebo mohou být příčinou trhlin (látky a přípravky obsahující C, Fe, P, S, Pb, Zn, Cu, chlór). Broušení a čištění svarových spojů provádět kartáči z korozivzdorných ocelí, které se používají pouze na korozivzdornou ocel.

obr1MONTÁŽ
Při montáži musí být dodržovány všechny zásady pro práci s korozivzdornými ocelemi, aby bylo minimalizováno další poškození a kontaminace povrchu korozivzdorné ocelí. Veškeré podmínky při montáži včetně dalšího potřebného dílenského zpracování, jako je např. vrtání otvorů, šroubová spojení, svařování a pod. se musí provádět tak, aby nedocházelo ke kontaminaci prachem obsahujícím Fe nebo nečistotami obsahujícími uhlíkové nelegované oceli. Nesmí docházet k odření povrchu korozivzdorné oceli při styku s uhlíkovou ocelí. V případě šroubových spojů je nutno používat šrouby z korozivzdorných ocelí odpovídající jakosti. Např. pro spoje u korozivzdorné oceli jakosti AISI 304 a 304L používat šrouby vyrobené z tohoto materiálu (označované jako A2) a pro spojování rámy vyrobené z oceli jakosti AISI 316L používat šrouby vyrobené z tohoto materiálu (označované A4).
Jako matice je nutno použít matice vyrobené z odpovídající korozivzdorné oceli. Je možno použít i matice měděné. Pokud budou prováděny montážní svarové spoje, je nutné používat odpovídající technologii svařování s předepsanou konečnou úpravou svarů při zachování všech zásad pro svařování korozivzdorných ocelí. Konečnou úpravu povrchu svarů provést mořením pomocí prostředků na korozivzdorné oceli. Pokud je při montáži nutné vstupovat na zařízení z korozivzdorných ocelí, je nutné zajistit vždy vhodnou ochranu (např. podložky z plastů nebo dřeva) a zabránit dotyku součástí z korozivzdorných ocelí zamaštěnýma rukama.

KONTAMINACE POVRCHU PLECHŮ
Kontaminace povrchu plechů z korozivzdorných ocelí železem nebo uhlíkatým materiálem se projeví vznikem rezavých skvrn již v atmosférických podmínkách. Pokud nejsou i stopy tohoto materiálu odstraněny, může se iniciovat korozní napadení způsobené porušením pasivní vrstvy (bodová a štěrbinová koroze). Protože k obnovení pasivní vrstvy dojde pouze na kovově čistém povrchu, provádí se moření, které odstraní svarové okuje a náběhové barvy, uhlíkové nálety a otěry poškození povrchu po tepelném a mechanickém zpracování. Po moření pak dojde působením vzdušného kyslíku ke vzniku nové pasivní vrstvy nebo pro okamžitý vznik silnější pasivní vrstvy se povrch korozivzdorné oceli pasivuje speciálními roztoky, popř. se konzervuje. Mezi klasické mořící prostředky pro korozivzdorné oceli se používají buď mořící lázně, nebo mořící gely a pasty.
Podle způsobu aplikace existují tři základní způsoby:
• Moření v lázni ponorem dílů a výrobků různé velikosti do mořící lázně
• Moření postřikem, kde mořící gel se aplikuje postřikem, především pro velké plochy.
• Moření pastou, kdy mořící pasta se nanáší obvykle štětcem
Tyto klasické mořící roztoky pro korozivzdorné oceli jsou na bázi silných anorganických ky-selin, jako jsou fluorovodíková a dusičná, které jsou klasifikovány jako žíraviny a jedy a je třeba zachovávat platné předpisy jak při vlastním moření, tak i při likvidaci odpadních vod po moření a pasivaci. V současné době se začínají uplatňovat nové mořící přípravky kde se jako aktivní složka působí buď manganistan draselný a NaOH nebo střední organické kyseliny s povrchově aktivními látkami. Tyto mořící přípravky se používají při odstraňování silnějších vrstev okují na korozivzdorných ocelích.
Stav povrchu při dlouhodobém provozu je ovlivňován i konstrukčním uspořádáním zařízení, které je vždy základem spolehlivého a efektivního využití korozivzdorných ocelí. Při navrhování zařízení je nutno minimalizovat nebezpečí vzniku poškození povrchu.
Existují určitá pravidla, která musí být vždy akceptována při navrhování konstrukcí. Je třeba se vyhnout tvarům vedoucím ke zhoršování korozních podmínek na povrchu korozivzdorných ocelí. Geometrie zařízení je základem navrhování. Je nutno se vyhnout takové geometrii (nebo ji minimalizovat), která zhoršuje korozní podmínky. Společným problémem z hlediska koroze korozivzdorných ocelí a poškození jejich povrchu je možnost vzniku štěrbinová koroze a koroze pod úsadami. Čím déle je povrch korozivzdorné oceli ve styku s agresivním prostředím, tím větší je možnost jeho napadení. Kon¬strukční řešení je nutné volit tak, aby se korozní medium nikde nezdržovalo déle, než je nezbytně nutné, např. snadné vyprazdňování nádob (spádování, výpusty na nejnižším místě) stejně i armatury pro odvodňování ve spodku nádoby a zešikmený přívod.

PRAVIDLA PŘI NAVRHOVÁNÍ KONSTRUKCÍ
Zamezení přítomnosti mrtvých prostor (kapsy v technologických místech, kde by prostředí mohlo působit déle a kde by se mohly shromažďovat úsady a být příčinou změny prostředí.
Přepážky, výztužná žebra a výstupní hrdla by neměla překážet volnému stékání a odtékání kapaliny. Špatné provedení spojů vede ke vzniku vzniku štěrbin a poškození povrchu korozivzdorných ocelí.
Dalším z faktorů, které zajišťují odpovídající kvalitu povrchu, je zrovnoměrnění korozních podmínek, které zamezuje vytvoření podmínek pro vznik různých typů článků na povrchu korozivzdorné oceli. Proudění kapaliny ovlivňuje korozní reakce na povrchu korozivzdorných ocelí, které jsou řízeny přenosem látek k povrchu kovu (např. kyslík) nebo odvodem korozních produktů od povrchu. Obvykle je mírné proudění příznivé, neboť zabraňuje usazování nečistot a sedimentů a tím i nerovnoměrnému napadení povrchu korozivzdorné oceli úsadami kovů.
Je třeba omezit mechanické namáhání korozivzdorných ocelí, zejména u součástí, které by v daném prostředí mohly podléhat koroznímu praskání nebo korozní únavě. Je třeba zcela zamezit konstrukčnímu uspořádání směrujícímu ke vzniku štěrbin a vzniku štěrbinové koroze.

ZÁVĚR
U zařízení z korozivzdorných ocelí a slitin dochází často k vážným korozním problémům vlivem nekvalitního povrchu. Je třeba věnovat vysokou pozornost stavu povrchů výchozích polotovarů a rovněž dodržovat zásady pro správné zacházení s korozivzdornými ocelemi, aby nedocházelo ke změně kvality povrchů a tím se v provozu vyhnout ovlivnění jejich vlastností, především snížení korozní odolnosti.

Literatura
ČSN EN 10 163-2 ( 42 0017): Dodací podmínky pro jakost povrchu ocelových výrobků válcovaných za tepla. Plechy, široká ocel a tyče tvarové
ČSN EN 10088-1 (42 0027) : Část 1 : Přehled korozivzdorných ocelí
ČSN EN 10088-2 (42 0028) : Korozivzdorné oceli. Část 2 : Technické dodací podmínky pro plechy a pasy ocelí odolných proti korozi pro všeobecné použití
ČSN EN 10088-3 (42 0029) : Korozivzdorné oceli. Část 3:Technické dodací podmínky polotovary, tyče, dráty, tvarovou ocel a lesklé výrobky z ocelí odolných proti korozi pro všeobecné použití
ČSN EN 10 257-2 (42 0258) : Bezešvé ocelové trubky pro strojírenství a všeobecné technické poškození. Část 2: Korozivzudorné oceli
ČSN EN 10 296-2 (42 42 0101) : Svařované ocelové trubky kruhového průřezu pro strojírenství a všeobecné technické použití. Část 2: Korozivzdorné oceli
Corrosion, ASME , Vol. 13A (2003) ,13 B ( 2005), 13C (2007)
Číhal V : Korozivzdorné oceli a slitiny, ACADEMIA 1999
Číhal V. : Zásady pro práci s korozivzdornými ocelemi, SVÚOM, 1968
Brenner O.: MM Průmyslové spektrum 2003 (č.4) , 2008 (č.5)
Brenner, O. : Konference Kvalita ve výrobě, Čejkovice 2014
Novák P. Forum nerezářů, Ostrava 2014
Bystranský, J. Koroze a ochrana materiálu, 2000, č.3

TEXT ING. OTAKAR BRENNER, CSC., ING. MICHAL PAKOSTA, PHD., ČVÚT, FS, ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE FOTO ARCHIV REDAKCE