Ekonomická a ekologická hlediska volby protikorozní ochrany

Economic and ecological aspect for choice of corrosion protection

The failure of corrosion protection is mainly caused by do not respect general principles of corrosion behaviour of materials, keep technological procedures and control of quality. Economic loss as results of corrosion of materials are presented for limited cases, but the direct corrosion losses are few per cents of GNP. Contemporary economic press on investors and suppliers completely omit the assessment of corrosion protection cost in case of designed long-term service life of products, objects and constructions, which are very different, minimum 10–50 years.

Koroze materiálu má nepříznivý vliv na funkci všech výrobků a konstrukcí. Aby nebyla jejich funkce po dobu požadované životnosti nepřípustně zhoršována, používá se protikorozní ochrana, která může výrazně zmírnit nebo zcela vyloučit korozní napadení materiálu. Protikorozní ochranu tvoří celý soubor technologických opatření od výběru a volby základních konstrukčních materiálů, úpravy provozních podmínek, až po povrchové úpravy, odolné klimatickým a korozním vlivům. Všechna tato technologická opatření by měla zajistit funkčnost zařízení, spolehlivost, životnost a snížení rizik havárií. Správný výběr protikorozní ochrany vyplývá ze zhodnocení všech technických, ekonomických a ekologických hledisek. Proces je velmi složitý a je nutné jej řešit již ve stádiu projektové dokumentace. Ochranu proti korozi lze z technických hledisek rozdělit takto:

• volba konstrukčního materiálu, který v daných podmínkách nebude korodovat, nebo bude korodovat technicky přijatelným způsobem, popř. upravit jeho složení tak, aby danému prostředí vyhovoval,
• změnit agresivitu korozního prostředí nebo ostatní technologické podmínky tak, aby koroze byla snížena na přípustnou hodnotu,
• použít protikorozní ochranu aplikací vhodných povrchových úprav.

Nejdůležitější kritéria, ovlivňující volbu povrchové úpravy, jsou:

• požadovaná životnost zařízení a jeho protikorozní ochrany (včetně estetických hledisek),
• agresivita korozního prostředí,
• technická náročnost přípravy projekčních a konstrukčních podkladů pro protikorozní ochranu,
• bezpečnost trvalého bezporuchového využití zařízení,
• možnost a technická náročnost údržby protikorozních opatření,
• přípustnost ovlivnění korozního prostředí zplodinami koroze, pořizovací, provozní a udržovací náklady na protikorozní ochranu, tj. souhrnná ekonomická efektivnost protikorozní ochrany.

Požadovaná životnost protikorozní ochrany je významným hlediskem a úzce souvisí s její ekonomií. Ideální je takové řešení, které zajistí dostatečnou ochranu zařízení po dobu jeho fyzické, příp. morální životnosti. Přitom předimenzování protikorozní ochrany, tj. ochrana s větší životností než je životnost celého zařízení, je z hlediska ekonomického nežádoucí. V mnohých případech je vhodné dimenzovat životnost ochrany tak, aby odpovídala termínům jednotlivých generálních oprav, ovšem je třeba uvážit, že náklady na obnovu protikorozní ochrany bývají obvykle podstatně vyšší než jsou její pořizovací náklady. Je-li koroze rozhodujícím činitelem znehodnocení celého výrobku nebo zařízení, je správně zvolená protikorozní ochrana jedinou zárukou dosažení předpokládané životnosti.
Agresivita prostředí je hlavním faktorem, který rozhoduje o životnosti materiálů nebo protikorozní ochrany. Správné určení korozní agresivity ve vztahu k uvažovanému systému je velmi obtížné a vyžaduje podrobný rozbor, jehož výsledkem musí být alespoň určení dominantní kombinace korozních činitelů. Korozní odolnost materiálů lze hodnotit podle jejich termodynamických a elektrochemických charakteristik. Pro základní konstrukční materiály lze korozní odolnost, resp. korozní rychlost v atmosférických prostředích, odvodit na základě ČSN ISO 9223 a 9224. Uváděné hodnoty se však týkají rovnoměrné koroze. V reálných podmínkách je životnost významně ovlivňována nerovnoměrnými formami korozního napadení – pittingová koroze, důlková koroze, korozní praskání atd. Korozní odolnost nelze přesně otestovat pro všechny podmínky expozice a nelze ani určit životnost v různých provozních podmínkách se specifickými typy znečištění. Pro některé typy povrchových úprav doporučují technické normy minimální tloušťky povlaků v závislosti na provozních podmínkách. Pro mnohé korozní systémy je výhodné kombinovat dvě nebo více metod protikorozní ochrany. Nutná je především kombinace metody ochrany volbou materiálu a ochranného povlaku. Důvody takové kombinace často spočívají v obtížnosti vytvořit pro některé součásti vhodné ochranné vrstvy z důvodů rozměrových, tvarových apod.
Bezpečnost trvalého bezporuchového provozu zařízení je důležitá především u technologických aparátů chemického, hutního nebo potravinářského průmyslu. Zvlášť významné je hledisko technické náročnosti pro ochranu těžko přístupných povrchů, např. vnitřku reaktorů a nádrží. Mimo otázku přístupnosti je nutné též uvážit možnost očištění povrchů a bezpečnost práce. Některé typy ochrany vyžadují při opravě úplnou demontáž zařízení. Otázka nepřípustnosti znečištění technologického prostředí korozními zplodinami je důležitá hlavně při výrobě léčiv, potravin a čistých chemikálií. Při výrobě léčiv, potravin apod. není otázka volby protikorozní ochrany spojena jen s životností zařízení, ale spíše s kvalitou výrobku a hygienickými aspekty. Mimo technická hlediska ochrany proti korozi je nutné při návrhu protikorozních opatření brát ohled i na další činitele. Z nich nejdůležitější je ekonomická efektivnost navrhované ochrany:

• pořizovací náklady na protikorozní ochranu včetně nákladů na její přípravu (vývoj, projekčně-konstrukční podklady aj.),
• náklady na údržbu protikorozní ochrany po dobu předpokládané životnosti zařízení, obtížnost údržbových prací,
• záruka bezporuchového provozu zařízení v co nejdelších cyklech mezi jednotlivými opravami,
• provozní bezpečnost zařízení, proveditelnost protikorozní ochrany a její údržby s ohledem na tvar, velikost a provozní podmínky zařízení,
• dostupnost materiálů, potřebných k protikorozní ochraně.

Obecně se málo uvádějí finanční ztráty, způsobené korozí materiálů, přičemž se přímé roční náklady pohybují v několika procentech hrubého domácího produktu. V literatuře je uvedena celá řada ekonomických odhadů korozních ztrát [1–3]. Na obr. 1 je uvedena stručná klasifikace korozních ztrát. Uvádí se, že asi 1⁄3 těchto ztrát lze zabránit použitím materiálů a povrchových úprav s vyšší odolností. Např. v USA je korozí způsobeno více než 55 % neplánovaných výpadků v dodávkách elektrické energie.

Celý nezkrácený článek včetně obrázků a tabulek si můžete přečíst v čísle 6/2005 časopisu KONSTRUKCE.

Autoři

• Ing. Kalousková Hana
• Ing. Kreislová Kateřina PhD.