Metale kontra korozja - dlaczego warto wybrać zaawansowane powłoki ochronne?

Korozja jest jednym z najpoważniejszych zagrożeń dla metalowych konstrukcji, maszyn oraz urządzeń, zwłaszcza w środowiskach przemysłowych. Wpływa negatywnie na trwałość elementów, zwiększając ryzyko ich awarii oraz generując dodatkowe koszty związane z naprawami i konserwacją. Jednym z najbardziej efektywnych sposobów ochrony przed korozją jest zastosowanie zaawansowanych powłok ochronnych, w tym powłok na bazie PTFE. Przyjrzyjmy się, jak te powłoki działają i dlaczego są tak istotne w kontekście ochrony metali, takich jak stal i aluminium, w branży przemysłowej.

Czym jest korozja?

Korozja to naturalny proces degradacji, w wyniku którego metal traci swoje właściwości strukturalne i mechaniczne. Do jej głównych przyczyn należą wilgoć, tlen oraz substancje chemiczne, które reagują z powierzchnią metalu, powodując jego stopniowe niszczenie. Korozja może przybierać różne formy, w zależności od środowiska i warunków, w jakich znajduje się metal.

Przykładem jest korozja galwaniczna, występująca w kontakcie dwóch różnych metali w obecności elektrolitu, oraz korozja frettingowa, typowa dla miejsc o minimalnych ruchach względnych między częściami, np. w połączeniach wał-koło.

Korozja metali jest zjawiskiem nieuniknionym, ponieważ pierwiastki zawarte w metalach, z punktu widzenia termodynamiki, dążą do powrotu do swojego pierwotnego stanu, w jakim występują w rudach – czyli do stanu równowagi termodynamicznej. Z tego względu ochrona metali przed korozją polega na spowalnianiu tego procesu.

W przemyśle korozja jest szczególnie groźna, gdyż dotyka kluczowych elementów maszyn i konstrukcji, takich jak wały, przekładnie, łopatki turbin czy systemy chłodzenia. Te komponenty narażone są na działanie wilgoci, agresywnych chemikaliów, soli i gazów przemysłowych, co może prowadzić do ich szybkiego zużycia.

Zaawansowane powłoki antykorozyjne jako rozwiązanie

Aby skutecznie przeciwdziałać korozji, inżynierowie opracowali szereg technologii powłok antykorozyjnych, które tworzą barierę między metalem a szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi. Powłoki te mogą mieć charakter organiczny (farby, lakiery, fluoropolimery, np. PTFE) lub nieorganiczny (powłoki anodowe, katodowe). Każdy typ powłoki ma swoje specyficzne zastosowanie, w zależności od warunków pracy elementu i agresywności środowiska. 

Powłoki fluoropolimerowe – co je wyróżnia?

Jednym z najskuteczniejszych materiałów stosowanych w powłokach ochronnych są fluoropolimery, takie jak PTFE (politetrafluoroetylen), PFA czy ETFE. Powłoki te wyróżniają się wyjątkową odpornością na działanie substancji chemicznych, wysokie temperatury oraz niski współczynnik tarcia, co czyni je idealnym rozwiązaniem w wielu aplikacjach przemysłowych.

Mechanizm działania powłok PTFE opiera się na niezwykle silnych wiązaniach węgiel-fluor, które są jednymi z najsilniejszych wiązań chemicznych w przyrodzie. Dzięki temu fluoropolimery są odporne na działanie kwasów, zasad, soli oraz innych agresywnych substancji, które mogłyby przyspieszać proces korozji. Dodatkowo, ich właściwości hydrofobowe zapobiegają przyleganiu cząsteczek wody i innych substancji, co zmniejsza ryzyko tworzenia się warstw korozyjnych na powierzchni metalu.

Zastosowanie powłok PTFE w przemyśle

Powłoki antykorozyjne na bazie PTFE znalazły szerokie zastosowanie w wielu branżach przemysłowych, gdzie konstrukcje metalowe są narażone na ekstremalne warunki. Oto kilka przykładów ich zastosowania:

1. Przemysł chemiczny – Zbiorniki i reaktory chemiczne wykonane ze stali i aluminium są narażone na kontakt z agresywnymi chemikaliami. Pokrycie ich powierzchni powłoką PTFE pozwala na ochronę przed działaniem kwasów i zasad, co znacząco wydłuża ich żywotność.
2. Przemysł spożywczy – Powłoki na bazie fluoropolimerów zapewniają doskonałe właściwości antyadhezyjne, co zapobiega przywieraniu produktów spożywczych do powierzchni roboczych, a także ułatwia utrzymanie higieny i czystości urządzeń. Stosowanie PTFE pozwala również na pracę w wysokich temperaturach, co jest kluczowe w procesach takich jak pieczenie czy smażenie.
3. Energetyka – Łopatki turbin i inne komponenty pracujące w elektrowniach są narażone na kontakt z parą wodną, wilgocią oraz gazami przemysłowymi. Powłoki PTFE skutecznie chronią te elementy przed korozją i ścieraniem, co przyczynia się do zwiększenia ich niezawodności.

Powlekanie metali i teflonowanie aluminium

Jedną z najbardziej zaawansowanych metod ochrony przed korozją jest teflonowanie metali (https://www.nelvi.pl/powlekanie-metali), w tym stopów aluminium i stali. Teflonowanie polega na nakładaniu cienkiej warstwy PTFE na powierzchnię metalu, co zapewnia doskonałą ochronę przed działaniem czynników korozyjnych. Proces ten wymaga precyzyjnego przygotowania powierzchni, aby zapewnić maksymalną przyczepność powłoki oraz jej jednolitą grubość.

Dlaczego warto inwestować w zaawansowane powłoki antykorozyjne?

Zastosowanie zaawansowanych technologii powłok ochronnych niesie za sobą liczne korzyści, zarówno z punktu widzenia technicznego, jak i ekonomicznego. Oto niektóre z nich:

• Wydłużenie żywotności elementów – Dzięki powłokom antykorozyjnym, elementy metalowe są chronione przed degradacją , co znacząco zmniejsza ich zużycie oraz wydłuża okres eksploatacji.
• Zmniejszenie kosztów utrzymania – Zabezpieczone przed korozją części wymagają mniejszej liczby napraw i konserwacji, co przekłada się na niższe koszty operacyjne i realność oszczędność pieniędzy
• Zwiększenie efektywności – Powłoki fluoropolimerowe, takie jak PTFE, zmniejszają tarcie, co pozwala na bardziej efektywne działanie maszyn i urządzeń, przy jednoczesnym obniżeniu ryzyka awarii mechanicznych.
• Możliwość regeneracji powłok – Powłoki na bazie PTFE można wielokrotnie regenerować poprzez ponowne nakładanie. To znacznie przedłuża żywotność elementów metalowych bez konieczności ich wymiany, co jest bardziej opłacalne niż zakup nowych komponentów. Proces regeneracji pozwala na przywrócenie pełnej funkcjonalności elementu, co dodatkowo redukuje koszty związane z przestojami produkcyjnymi.

Korozja jest nieuniknionym, ale zarządzalnym procesem degradacji metali. Szacuje się, że corocznie koszty związane z korozją wynoszą nawet 3-4% PKB światowej gospodarki, co pokazuje, jak poważnym wyzwaniem jest ochrona metalowych elementów. Inwestowanie w zaawansowane powłoki antykorozyjne, takie jak powłoki na bazie PTFE, nie tylko skutecznie chroni przed szkodliwymi czynnikami, ale również pozwala na znaczną redukcję kosztów eksploatacyjnych i konserwacyjnych.

Inwestycja w zaawansowane powłoki to nie tylko ochrona przed korozją – to także długoterminowa oszczędność i zwiększenie wydajności procesów przemysłowych.

Artykuł powstał we współpracy ze nelvi.pl - specjalistami w teflonowaniu powierzchni.

fot. standret, ,fanjianhua/Freepik