Časopis KOM

Obálka

Obálka

AKI
2013, 57 (1)
 
Výzkumné články

Efektívny korózny monitoring/Effective corrosion monitoring

Halama M., Zhu Y., Ries R.
2013, 57 (1), 1–3

Citace (ACS): Halama, M.; Zhu, Y.; Ries, R. Efektívny korózny monitoring/Effective corrosion monitoring. Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (1), 1–3.

Citace (ISO): Halama, M.; Zhu, Y.; Ries, R. Efektívny korózny monitoring/Effective corrosion monitoring. Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 1, p. 1–3.

Práca sa zaoberá špeciálnym usporiadaním elektrochemického šumu, ktorá dovoľuje nedeštrukčnú kvantifikáciu koróznej aktivity zinkových povlakov. Štatistické výpočty nameraných dát a softvérová úprava bola navrhnutá pre efektívne priemyselné aplikácie korózneho monitoringu, hlavne v teréne. Metóda je schopná detekovať 5 stavov koróznej aktivity na zinkových povlakoch. Momentálne prebieha verifikácia techniky na ďalších povlakovaných materiáloch.  

This work presents a special configuration of electrochemical noise analysis technique allowing non-destructive quantification of corrosion activity on zinc-based coatings. The statistical treatment of measured data and software modification is proposed for effective industrial applications of corrosion monitoring, especially on site. Finally, the method is able to detect up to 5 levels of corrosion activities on zinc surfaces. Nowadays, the technique is being verified for other coating materials.

Klíčová slova: elektrochemický šum, žárově zinkovaná ocel, monitoring

Keywords: electrochemical noise, galvanised steel, monitoring

Výzkumné články

Korozní vlastnosti DLC vrstev legovaných zirkoniem/ Corrosion properties of DLC layers alloyed with zirconium

Joska L., Fojt J., Moravec H.
2013, 57 (1), 4–8

Citace (ACS): Joska, L.; Fojt, J.; Moravec, H. Korozní vlastnosti DLC vrstev legovaných zirkoniem/ Corrosion properties of DLC layers alloyed with zirconium. Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (1), 4–8.

Citace (ISO): Joska, L.; Fojt, J.; Moravec, H. Korozní vlastnosti DLC vrstev legovaných zirkoniem/ Corrosion properties of DLC layers alloyed with zirconium. Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 1, p. 4–8.

Různé formy uhlíkových DLC (diamond-like carbon) vrstev jsou v průmyslových aplikacích široce používány, existuje i řada potenciálních možností jejich aplikace v biomateriálové oblasti. DLC vrstvy jsou bioinertní. Předpokládá se, že legováním bioaktivními kovy (Ti, Zr atd.) by mohla být dosažena určitá úroveň bioaktivity. V práci byl studován vliv legování DLC vrstev zirkoniem na korozní vlastnosti povlakovaných systémů a na interakci se simulovanou tělní tekutinou. Měření probíhala ve fyziologickém roztoku (neupravené pH, pH=4,2, pH=4,2+200 ppm F) a simulované tělní tekutině. Složení povrchu bylo hodnoceno fotoelektronovou spektroskopií (XPS), elektrochemická odezva elektrochemickou impedanční spektroskopií (EIS). Koncentrace zirkonia byla na povrchu vrstev 7,4 % at., kov byl v oxidované formě. Korozní odezva legovaných vrstev se výrazně lišila od nelegovaného DLC, chování odpovídalo spíše zirkoniu. Systémy vykazovaly v solných roztocích vysokou korozní odolnost, přítomnost fluoridových iontů však vrstvy destabilizovala. Po expozici simulované tělní tekutině došlo na základě XPS měření k mírnému nárůstu koncentrace Ca-P na povrchu legovaných vzorků oproti nelegovaným. Tuto skutečnost potvrdila i EIS měření. Za normálních podmínek a též v případě sníženého pH prostředí (např. vlivem zánětu) jsou DLC vrstvy legované zirkoniem vysoce korozně odolné. Výsledky naznačují, že legováním došlo i ke změně z hlediska bioaktivity. Potvrzení této skutečnosti vyžaduje další měření. 

Various forms of diamond-like carbon layers have been widely used in industrial applications and there are numerous potential opportunities of their utilisation in biomaterial applications. The DLC  layers are bio-inert. It is assumed that a certain level of bioactivity could be achieved by alloying with bioactive metals (Ti, Zr, etc.). The paper studied the impact of DLC layers alloying with zirconium on corrosion properties of coated systems and on the interaction with a simulated body fluid. The tests were performed in a physiological solution (untreated pH, pH=4.2, pH=4.2+200 ppm F) and simulated body fluid. Composition of the surface was assessed by photoelectron spectroscopy (XPS), the electrochemical response was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The concentration of zirconium was 7.4 % at. on the surface of the layers and the metal was in an oxidised form. Corrosion response of alloyed layers differed significantly from that of the unalloyed DLC, the behaviour of which corresponded more to zirconium. The systems showed high corrosion resistance in saline solutions, however, the presence of fluoride ions destabilised the layers. After the exposure to the simulated body fluid, XPS tests indicated a slight increase of Ca-P concentration on the surface of alloyed specimens compared to the unalloyed specimens. This result was confirmed by EIS tests. DLC layers alloyed with zirconium are highly resistant to corrosion under ambient conditions and in the environment with lowered pH (as a result of inflammation). The results imply that alloying lead to changes in terms of bioactivity. Further testing is required to confirm these results.

Klíčová slova: DLC povlak, titanová slitina, XPS, EIS

Keywords: DLC coating, titanium alloy, XPS, EIS

Výzkumné články

Vliv barvení železo-galovým komplexem na degradaci lněné tkaniny/ The impact of dying by iron gall complex on the degradation of linen fabric

Bílková L., Škrdlantová M.
2013, 57 (1), 9–15

Citace (ACS): Bílková, L.; Škrdlantová, M. Vliv barvení železo-galovým komplexem na degradaci lněné tkaniny/ The impact of dying by iron gall complex on the degradation of linen fabric. Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (1), 9–15.

Citace (ISO): Bílková, L.; Škrdlantová, M. Vliv barvení železo-galovým komplexem na degradaci lněné tkaniny/ The impact of dying by iron gall complex on the degradation of linen fabric. Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 1, p. 9–15.

Cílem této práce bylo zjistit vliv železnatého mořidla, duběnkového barviva a barvicího procesu na degradaci lněné textilie. Stejně jako konzervátoři papíru řeší problém korozivního působení železo-galových inkoustů na papír, tak i v případě textilií barvených hnědě a černě se lze setkat s podobným problémem. Příčinou jsou stejné výchozí suroviny pro barvení a přípravu inkoustů (zelená skalice (FeSO4.7H2O) a jako zdroj tříslovin duběnky a kůry stromů) a stejná základní stavební složka papíru a textilií rostlinného původu (celulóza). Narozdíl od inkoustem popsaných papírů jsou však barvené textilie v průběhu barvení mnohokrát vypírány vodou a tak látky spojené se vznikem železo-galového barevného komplexu, které mohou ovlivňovat degradaci celulózového nosiče, mohou být dostatečně odstraněny. Právě proces několikanásobného praní barvených textilií může být důvodem, proč i některé černě a hnědě barvené textilie jsou stále v dobrém stavu ve srovnání s papíry popsanými železo-galovým inkoustem. Přesto se uvádí, že černě a hnědě obarvené textilie jsou často ve špatném stavu. Míra poškození textilního materiálu byla stanovena měřením průměrného polymeračního stupně celulózy, čísla mědi celulózy, rozpustnosti v alkalické vyvářce a měřením hodnoty pH vodného výluhu. Výsledky ukazují, že navzdory několikanásobnému vypírání vodou v průběhu barvení nebyly z textilie zcela odstraněny látky urychlující její degradaci. Negativní vliv iontů železa (mořidla) byl částečně redukován po jejich komplexaci s barvivem.

The aim of this study was to identify the impact of ferrous pickle, iron gall ink and the dying process on the degradation of linen fabric. Similarly to paper conservators dealing with the problem of corrosive impact of iron gall ink on paper, an analogous issue is being handled for fabric dyed black or brown. It is caused by the same materials used for dying and making of ink (melanterite (FeSO4.7H2O) and oak galls and tree bark as a source of tannin) and the same building element of paper and fabric of a vegetable origin (cellulose). In contrast to papers written on with ink, dyed fabric was rinsed in water many times during the dying process, therefore the substances associated with the formation of iron gall complex that may affect degradation of the cellulose bearer could be sufficiently washed away. And it is the process of dyed fabric multiple rinsing that may be the reason of why black and brown dyed fabric is still in good shape compared to papers written on with iron gall ink. In spite of that it is reported that black and brown dyed fabric is often in a bad shape. The damage of fabric was determined by measuring an average polymerization degree of cellulose, cellulose copper number, solubility in alkaline scour and pH of the aqueous extract. The results indicate that despite having been rinsed in water several times during the dying process, the fabric still contained substances accelerating degradation. The negative impact of iron ions (pickle) was partly eliminated after their complexation with the dye.

Klíčová slova: železo-galový komplex, barvení, lněná tkanina

Keywords: iron-gallic complex, dying, linen fabric

Normy/Standards: ČSN 80 0811, ČSN EN 1413

Technologické zajímavosti a články z praxe

Využití zinksilikátových nátěrů při restaurování povrchu železných kovů/ The use of zinc-silicate coats in restoration of a surface of iron metal

Denk K., Szelag P.
2013, 57 (1), 16–24

Citace (ACS): Denk, K.; Szelag, P. Využití zinksilikátových nátěrů při restaurování povrchu železných kovů/ The use of zinc-silicate coats in restoration of a surface of iron metal. Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (1), 16–24.

Citace (ISO): Denk, K.; Szelag, P. Využití zinksilikátových nátěrů při restaurování povrchu železných kovů/ The use of zinc-silicate coats in restoration of a surface of iron metal. Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 1, p. 16–24.

V úvodu je konstatována problematika protikorozní ochrany zkorodovaných konstrukcí a konstrukčních prvků ze železných kovů mechanicky očištěných na stupeň St2/St3, které z různých důvodů nelze pod nátěry tryskat. Je diskutován negativní vliv kumulace rozpustných solí ve rzi na vznik osmotických puchýřů a životnost ochranných nátěrů, ať už vzniklých depozicí na zkorodovaném povrchu před jejich nanesením (většinou chloridů) či průnikem plynných kyselých složek atmosféry (SO2) skrz již zhotovené nátěry, což je dále zdrojem vzniku rozpustného síranu železnatého v tzv. síranových hnízdech. Dále je zmíněno dosud publikované využití  sol-gel techniky k přípravě předhydrolyzovaného ethylsilikátu  pro stabilizaci amorfní rzi a zamezení šíření síranových hnízd a také využití zinksilikátových nátěrů. Byla potvrzena celkově velmi dobrá ochranná účinnost i vysoká odolnost proti vzniku osmotických puchýřů jednoho modelového organicky modifikovaného zinksilikátového nátěru (dále OMZSN) s vysokým obsahem kovového zinku na silně zkorodované nelegované konstrukční oceli v kondenzační zkoušce bez korozních stimulátorů a v neutrální solné mlze, obě v délce trvání 1440 hod a uvedeny předpokládané důvody tohoto chování vyplývající z odlišného charakteru anorganického pojiva na bázi gelu kyseliny křemičité v porovnání s pojivy organických povlaků. Nakonec zmíněna možnost využití organicky modifikovaných zinksilikátových nátěrových systémů (základní vrstva s vysokým obsahem kovového zinku + vrchní vrstva v požadovaném barevném odstínu a sníženým obsahem zinku) k obnovení původního vzhledu kovářských a litinových konstrukčních prvků památkových objektů a historických artefaktů a uvedeny příklady praktických aplikací.

The introduction summarizes the issues of corrosion protection of corroded structures and structural items from iron metals mechanically cleaned to St2/St3 grade, which from various reasons cannot be shot blasted before coating. The paper discusses the negative impact of soluble salts (mostly chlorides) cumulated in rust on formation of osmotic blisters and the service-life of protective coats, regardless of whether they formed on a corroded surface before coating or as a result of gaseous acidic atmosphere elements (SO2) penetration through the applied coats, which further acts as a source of formation of soluble ferrous sulphate in a form of sulphate nests. Further on, the paper refers to the earlier published utilisation of the sol gel technique for preparation of pre-hydrolysed ethylsilicate used for stabilisation of amorphous rust, avoidance of propagation of sulphate nests and making of zinc silicate coats. Condensation tests performed without any corrosion stimulators and in a neutral saline mist, both lasting 1440 hours, proved a generally very good protective effect and high resistance to osmotic blisters for a model organically modified zinc-silicate coat (hereinafter as OMZSC) with a high content of metallic zinc on a strongly corroded unalloyed structure steel. Further on, the study describes the reasons of this behaviour given by a character of the silica sol-based inorganic binder that differs from the organic coat binders. In the end, the paper mentions the possibility of using the organically modified zinc-silicate coating systems (the base layer with a high content of metallic zinc + the top layer with the required pigmentation and reduced content of metallic zinc) to restore the original appearance of forged and cast iron structure components of historical artefacts, and it presents examples of practical applications.

Klíčová slova: konzervování, železo, zinksilikátový nátěr

Keywords: preservation, iron, zinc-silicate paint   

Normy/Standards: ČSN EN ISO 12944, ČSN EN ISO 8501-1, ČSN 038131, ČSN EN ISO 9227, ČSN EN ISO 2409, ČSN EN ISO 4624, ASTM D610-85, ČSN EN ISO 4628-2

Technologické zajímavosti a články z praxe

Evaluation of Corrosion of Long-term Exposed Aluminium Conductor / Hodnocení korozního napadení hliníkových vodičů po dlouhodobé expozici

Kreislova K., Jaglova M., Turek L., Koukalova A.
2013, 57 (1), 25–34

Citace (ACS): Kreislova, K.; Jaglova, M.; Turek, L.; Koukalova, A. Evaluation of Corrosion of Long-term Exposed Aluminium Conductor / Hodnocení korozního napadení hliníkových vodičů po dlouhodobé expozici . Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (1), 25–34.

Citace (ISO): Kreislova, K.; Jaglova, M.; Turek, L.; Koukalova, A. Evaluation of Corrosion of Long-term Exposed Aluminium Conductor / Hodnocení korozního napadení hliníkových vodičů po dlouhodobé expozici . Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 1, p. 25–34.

V rámci práce bylo hodnoceno korozní napadení kabelového svazku po čtyřicetileté atmosférické expozici. Hodnocený svazek byl tvořen nosným jádrem z pozinkovaného ocelového drátu a vodícími vnějšími hliníkovými dráty. Pro hodnocení byly využity techniky optické mikroskopie, elektronové mikroskopie s energiově disperzní analýzou a rentgenové difrakce. Jako korozní produkt hliníku byl identifikován téměř výhradně oxid hlinitý. Zinkový povlak ocelových drátů jádra měl průměrnou zbytkovou tloušťku 33 µm, i když lokálně byla zinková vrstva již odkorodována zcela. Životnost hliníkových drátů je limitována především rychlostí bodové koroze, která činí až 5 µm/rok.   

The goal of the study was to assess corrosion of a cable bundle after a forty-year exposure to atmosphere. The assessed bundle consisted of a galvanized steel wire carrying core and aluminium external guide wires. Optical microscopy, electron dispersive microscopy and X-ray diffraction techniques were used for the assessment. Aluminium oxide was identified to be the most prevailing aluminium corrosion product. The average residual thickness of the steel wire zinc coat was 33 μm, even though there were locations where the zinc coat corroded through totally. Service life of aluminium wires is limited predominantly by the pitting corrosion rate, which reached 5 µm/year.

Keywords: atmosphere, high voltage conductor, galvanised steel, aluminium alloy   

Klíčová slova: atmosféra, vodič vysokého napětí, žárově zinovaná ocel, hliníková slitina

Standards/Normy: EN ISO 9224, EN ISO 1463, EN ISO 1460