Zaostanie v technologickej disciplíne sa v ktorejkoľvek z nich prejaví na garantovanej životnosti protikoróznej ochrany, čo je v rozpore so záujmom investora i prevádzkovateľa energetických prenosových ciest a rozvodných staníc.

Významným používateľom protikoróznej ochrany oceľových konštrukcií technológiou žiarového zinkovania je energetika. Takmer všetky jej oceľové konštrukcie sú po dlhé desaťročia vystavené nemilosrdne atmosférickým vplyvom. Pritom požiadavka na ich životnosť je tridsať a viac rokov.

Prioritou je životnosť

Kritérium životnosti, samozrejme, platí aj pre oblasti so silným a agresívnym znečistením ovzdušia v blízkosti priemyslu, kde sa cielene nachádzajú napájacie rozvodné stanice a v poslednej dobe aj praktickými prejavmi vetrom zanášaného aerosolu posypovej soli z autostrád a rýchlostných komunikácií. Svoje o tom vedia prevádzkovatelia mostov, či už oceľových, z konštrukčných ocelí, Atmofixu, Cortenu alebo železobetónu...

Množiace sa prípady oprávnenej nespokojnosti investora so stavom protikoróznej ochrany u čerstvo dodávaných oceľových konštrukcií vyvolali požiadavku na analýzu príčin tohto faktu. Za posledné dva roky len v energetike SR, ktorá je významným odberateľom pozinkovaných oceľových konštrukcií, a z dôvodu garancie ich životnosti v trvaní tridsať rokov i viac sa množia oprávnené reklamácie na ich kvalitu. Investor už v žiadnom prípade neprižmúri oči nad koróznymi výronmi a aj laicky ľahko viditeľnými stopami čerstvých výronov hrdzavej vody ešte, obrazne povedané na nových oceľových pozinkovaných konštrukciách.

Ide o diely vysokonapäťových stožiarov, skrutkovaných alebo kombinovane zváraných, na ktorých sa často nachádzajú zvárané silové uzly, a hlavných i pomocných oceľových konštrukcií pre rozvodné stanice VN a VVN.

Najmä v posledne menovanej skupine sú celé drieky podperných nôh VN a VVN prístrojov, nosníkov, ako aj portálov kotvenia izolátorových reťazcov  lanových prípojníc tvorené celozváranou Vierendeelovou konštrukciou.

Je totiž ľahká, tuhá a osvedčená.

Príčiny defektov pozinkovaných konštrukcií

Navonok jasná nekvalita protikoróznej ochrany oceľových konštrukcií v prevažnej miere nie je zapríčinená nekvalitou fyzikálneho princípu žiarového zinkovania. Platila, stále platí a bude platiť, známa myšlienka veľkého a úspešného priekopníka priemyslu Tomáša Baťu, že firmu tvoria ľudia a nie naopak. Tu treba hľadať korene problému, a to v kvalite indivíduí. Úspech firmy vyviera z kvality a koncentrácie indivíduí, v našom prípade od výkonných zamestnancov a invencie ich myslenia.

V čom sú príčiny a aké sú opakované prípady problémov? Prvý, ten lepší je, keď subdodávateľ oceľovej konštrukcie v zmysle v dokumentácii predpísanej protikoróznej ochrany žiarovým zinkovaním, si dá ním pozváranú konštrukciu pozinkovať u niektorej z dnes už premnoženej komunity zinkovní. Súčasťou jej kilogramovej ceny zváranej oceľovej konštrukcie je aj pozink. Ale s ním v celom rozsahu preberá na seba aj garanciu kvality voči investorovi za celkovú kvalitu danú podľa Eurocodu triedou vyhotovenia (napríklad v EXC3), kvalitatívnymi, rozmerovými, geometrickými parametrami a celistvosťou pozinkovania podľa EN ISO 1461!  So zreteľom na zinkovanie a na to, aby sa naplnilo očakávanie predchádzajúcich viet, musí mať odborne zdatného špecialistu, ktorý osobne, kus po kuse, detail po detaile, centimeter po centimetri, zvar po zvare, prejde konštrukciu na nádvorí zinkovne a zariadi, aby pracovníci zinkovne vykonali prípadné prípustné opravy okvapov, hrebeňov hrudiek na funkčných plochách či ostrín, (za ktoré si klient riadne zaplatil) a až potom dovolí zviazať – zapáskovať konštrukciu so separovacími deliacimi vložkami, aby pri otrasoch dopravy na stavbu nedošlo k otĺkaniu oceľ na oceľ a tým k prerazeniu a odprasknutiu vrstvy zinku, najmä na vyčnievajúcich hrebeňoch zvarových húseníc prevyšujúcich povrch.

Takto dodanou konštrukciou montážnej firme na zmontovanie a inštaláciu prístrojov nepresunie “Čierneho Petra” ďalej. To sa od neho očakáva, je to obsiahnuté v jeho systéme riadenia kvality proklamovaného certifikátmi pri výberovom konaní a zakalkulované aj vyplatené v kilogramovej cene. Hra je čistá a jasná. Od tejto chvíle za ďalšie poškodenie zodpovedá montážna organizácia – s jej manipuláciou, inštaláciou pomocou žeriavov, montážou prístrojov a rektifikáciou.

Druhý – ten horší scénar sa o to častejšie opakuje, ak výrobca – subdodávateľ pod tlakom termínov nepreberie oceľovú konštrukciu v zinkovni, ale pošle len kamión na naloženie v zinkovni a prevoz na stavbu. Takto sa zanedbá celá séria kontrol a riadne prevzatie. Pred montážnu organizáciu je potom zložená halda dielov (u stožiarov zväzky diagonál, debny stykových dosiek, rohových úholníkov, zvarencov silových uzlov, skrutiek, matíc, stupačiek a podložiek).

Pri konštrukciách rozvodných staníc sú to veľkorozmerové zvarence, prevažne Vierendeelovej konštrukcie, s „nekonečným množstvom zvarov, stoličiek pod prístroje a ďalšie prvky v poriadku. Obyčajne pod tlakom času a nie náležitého avizovania čiastočných nepravidelných dodávok sa tony materiálu ocitnú na stavbe. Až tu sa začína skutočná prebierka za asistencie dozorujúceho investora a odhaľovanie závad, samozrejme, v prostredí nevhodnom na eventuálne opravy. Vo väčšine prípadov si investor určuje zhotoviteľa – dodávateľa konštrukcie z hľadiska lukratívnosti – teda cenovej výhodnosti, a preto sa hlboké znalosti a technologická a inteligenčná úroveò zhotoviteľa nepremietnu do výberu.

Problém zvárania

Prevažujúcu väčšinu nepodarkov tvoria neopraviteľné chyby nezapríčinené zinkovňou, aj keď v prvých chvíľach ich rôzne komisie na stavbách pripisujú zinkovni a nekvalite pozinkovania. Opak je pravdou. Väčšina neopraviteľných chýb a nepodarkov vzniká a je zapríčinená u výrobcu oceľovej konštrukcie tým, že nedodrží hlavnú zásadu hermatického uzavretia obvodu tupých alebo kútových zvarov.

Zvárač svojou nedôslednosťou alebo nedostatoènými vedomosami o vplyve tohto detailu predčasne ukončí zvarovú húsenicu na konci profilu a neprenesie oblúk a zvarový kúpeľ na začiatok obvodového zvaru, a tým nezabezpečí hermetické uzavretie styčnej plochy vzniknutej prekrytím profilov, obyčajne uholníkov diagonál s rohovými, alebo pri Vierendeelových konštrukciách, rozperných dosiek s rohovými uholníkmi alebo U-profilmi.

V prvom prípade diagonál, v prekrytom priestore o značnej ploche s obsahom okují a kyslièníkov, ešte zo skladovania a výrobného procesu je takto vytvorený ve¾ký objem pojmúci v procese chemickej predúpravy výrobku morením, kyselinu chlorovodíkovú HCl. Tá netesným zvarom ochotne vnikne do dutiny, vyplní ju a aj pomocou kapilárnych síl sa v nej šíri do hĺbky. Následné technologické stupne oplachov pri postupe do ešte ostrejších vaní s vyššou koncentráciou moriacích kyselín ,nemajú výplachový efekt a to ani pred ponorom do tavidla s roztokom chloridu zinoènatého a chloridu amonného. Následné sušenie a predohrev pred zinkovaním ,z kyseliny ľudovo povedané odparí vodu, ale soli zostanú v dutine.

U nosníkov tvorených Vierendeelovou konštrukciou tu hrá významnú rolu hrúbka priváraných rozperných dosiek zväčšia tupým zvarom s prevýšením. V praxi, hĺbka prevarenia koreňa nedosiahne zďaleka  polovicu hrúbky materiálu  aj z druhej strany, a vplyvom výrobných nepresností najmä kolíšúcich dĺžok rozperných dosiek vznikne objemná dutina na dĺžku rozperných dosiek. Zatekajúca voda, alebo prirodzená hygroskopiskosť dokonale vysušených solí, naviaže na ňu vodu a vytvorí v dutine, ale hlavne zo strany koreňa zvarov žieravé koncentrované korózne prostredie, kde výron koróznych produktov cez netesnú dieru je len neškodným prejavom pomerov v dutine.

Energetika má zmapované vôbec nie ojedinelé prípady, kde rozpínajúci sa objem koróznych produktov (kysličníkov železa) svojím narastajúcim objemom deformuje hrubostenné stykové dosky a dokáže tlakom vzrastajúceho prírastku objemu odtrhnúť driek skrutiek. Preto u investora, ktorý si uvedomuje tieto skryté riziká, sú takto vytvorené dutiny časovanou bombou a zásadne nesúhlasí s použitím opravy formou farby. Oprava hermetickosti tavným zváraním neprichádza do úvahy, pretože zničí na mnohých miestach zinkovú ochranu. Okrem toho, by uzavrela množstvo už vniknutých solí v uzavretej dutine. Je to jasný argument na neprebratie konštrukcie. Tu je miesto apelovať na projektanta aby vo výkresoch eliminoval tento efekt a predpísal obojstranné zrazenie zvarových hrán rozperných dosiek a tým zaistil vzájomné prevarenie koreňov zvarov z oboch strán a vylúčil vznik dutoplôch aj za cenu drahšej výroby. Tým významne zníži riziko nehermetickosti uzavretých obvodových zvarov a následné výrony korózie z nich.

Každá zinkovňa má túto elementárnu požiadavku okrem zmluvných podmienok ešte vyvesenú v prijímacej kancelárii vo výške očí. Dôsledky nedodržania tejto v podstate jednoduchej podmienky sú pre zdar diela fatálne. Desiatky čerstvých výronov korózie u prakticky „ešte teplých“ oceľových konštrukcií dovezených na stavbu, alebo horšie, s časovým oneskorením preraziacich – preleptajúcich tenkú zinkovú záslepku až po zmontovaní. Princíp mechanizmu výronu korózie je nasledovný. V praxi sa javí ako vytekajúca hustá hrdza – ako prvý prezrádzajúci efekt. Alebo druhý prejav – efekt pomalšie sa šíriaci šedý podleptaný – naleptaný povrch zinku vo forme nepravidelnej mapy.

Ďalším zdrojom nekontuinity pokrytia – teda neprebehnutia difúzie do základného materiálu je struska, obyčajne uložená na okrajoch zvarovej húsenice. Je jedno, či pochádza z nevhodného separačného prostriedku plynovej hubice horáka metódy 135 – MAG, alebo neodstránených kysličníkov a okují z miesta a okolia zvaru. Podstatné je, že funguje ako keramická špongia – vysoko porézna, ktorá ochotne do seba pojme kyselinu chlorovodíkovú z procesu morenia a nedovolí pod sebou prebehnúť difúzii zinku do železa, teda vytvorí nepozinkované plochy, ktoré  následne ochotne zásobuje kyselinou.

Struska, ako keramická špongia nasýtená kyselinou chlórovodíkovou sice v procese sušenia a predohrevu potavidlovania v chloride zinočnatom odparí zo seba vodu, ale soli zostanú zakotvené – uložené v nej. Samotný proces žiaroveného zinkovania ponorom nezaručuje pokrytie strusky, ani zinok nemá byť v nej prečo zakotvený. Preto struska nasýtená soľou po opustení zinkovne, v teréne, dotovaná najprv atmosférickou vlhkosťou a neskôr zatekajúcou zrážkovou vodou opäť zviaže soľ s vodou a vytvorí kyselinu s jej devastujúcimi úcinkami na okolie. Naleptáva – rozpúšťa zinok v tesnom okolí alebo v horšom prípade ho podleptáva pod povrchom, čo sa prejavuje typickými popolavomatnými nepravidelnými mapami šíriacími sa od miesta dotovania kyselinou.

V každom prípade v očiach pozorného investora starostlivo si dohľadujúceho úcelnost vynaloženia svojich peňazí, je to principiálne neprebrateľná vada, neopraviteľná farbou, ktorá tu plní len kozmetickú funkciu s cieľom zamaskovať realitu pred pohľadom investora. Táto vada je ostatne definíciou špecifikovaná aj v norme ISO 2064 a EN ISO 1461 v bode 3.17. Ostatné defekty celistvosti pokrytia sa dajú ošetriť zinkovou farbou v zmysle obmedzujúcich kritérií celkovej plochy a hrúbky uvedenej v norme EN ISO 1461. Jedná sa najmä o odtrhnuté plochy zinku v mieste závesu z diery, viď foto.

V súčasnosti, veľmi aktuálne k tejto téme,  sú dovážané veľmi podobné popísané konštrukcie na montáž od zahraničného dodávateľa, ktorý bol výhercom výberového konania (tiež zahraničný), ale z inej krajiny, vybratý veľmi pravdepodobne z cenových dôvodov. Žiaľ, tento vývoj udalostí sa dá očakávať, keď stratíte priamu možnosť dohľadu pri výrobe, priebežnej kontrole kvality u výrobcu, ďalej kontrolu kvality a prebratie v zinkovni, včetne spôsobu šetrného separovania pozinkovaných konštrukcií, ich zviazania ,naloženia a dopravy..

Resumé

Na záver možno konštatovať, že k predchádzaniu uvedených problémov možno pristúpiť iba dôslednosťou, znalosťou a školením zainteresovaného personálu. Vstupom rôznych foriem konzorcií, kombinácií dodávateľov (častokrát anonymných) a subdodávateľov, ktorých,cieľom zväčša, je zníženie výrobnej ceny, sa rozdrobuje a stráca možnosť kompetencií a nekompromisného dozoru i kontroly nad výrobou. Rôzni koordinátori, navyše sídliaci v inej krajine, reagujú s prirodzeným znervóznením, zľahčovaním avizovaných závad a oneskorením v nutných reakciách, a tým je prehĺbená kvalitatívna a termínová kríza, možno v mene zisku.

TEXT/FOTO: Ing. Marián Bartoš, IWE