autoMODELY.eu


ÚvodNovinkyVaše zbierkyMagazínMúzeumEncyklopédiaLiteratúraDiskusiaE-shopBurzyLinkyKontakt

 

 

 

Hore

Zinková korózia, tiež nazývaná „zinkový mor“

(angl. Zinc Disease, Zinc rot; nem. Zinkpest, Gusspest, Zinkfraß, Zinkblüte)

a najdôležitejšie zásady jeho predchádzania

(text MUDr. Stanislav Duba - 20.11.2012, aktualizácia 02.02.2013)

 

Na scéne zberateľstva kovových modelov dopravných prostriedkov (miniatúry automodelov, modelových železníc a lietadiel), ale aj numizmatiky, zbierania a údržby starožitností a tiež veteránistov (súčiastky) predstavuje táto problematika už viac rokov intenzívne diskutovanú tému - a to na základe toho, že ide o historicky opakovane sa vyskytujúci nežiaduci, resp. obávaný jav, ktorý šarapatí medzi vyššie uvedenými výrobkami, resp. zberateľskými artefaktmi.

 
Obr. 1 - Vnútornou zinkovou koróziou postihnutý model sovietskeho pôvodu (1:43)

Na základe opakovaných otázok, nedorozumení, domnienok, tiež diskusie, či zbierať resinové alebo zamakové modely (vrátane otázok dotýkajúcich sa ich životnosti) a napokon aj sledovania stavu vlastných dlhšie vlastnených modelov kovových automobilov, preštudoval som viacero článkov napísaných v tejto oblasti a na základe toho som vypracoval túto de facto rešerž, doplnenú viacerými vlastnými poznatkami.

Na zinkovú koróziu modelov sa často nahliada ako na „problém minulosti“ (do r.1960, príp. 1970) – ktorý súvisel hlavne s nedostatkom príslušných surovín po 2. svetovej vojne, ako aj neznalosťou niektorých aspektov technologických procesov spracovania a vôbec ultraštrukturálneho chovania sa zliatin. Prvé výrobky z nečistých zinkovo-olovených zliatin často končili katastrofálnym rozpadom, a to vplyvom vzniku elektrických potenciálov na vnútromateriálových rozhraniach a súvisiacich lokálnych rozdielov elektrického napätia a procesov následnej oxidácie a rekryštalizácie v zliatine. Odliatok bobtnal a rozpínal sa, čo viedlo k tvorbe trhlín a zvlnení v odliatku. Rozpad bol takto vlastne „predprogramovaný“ a bol iba otázkou času... Rýchle zmeny teplôt sa postarali o prídavné pnutie v materiáli (napr. pri zasielaní alebo transporte modelov v zimnom období)...  (Dnes sa zinkovo-olovené zliatiny na výrobu modelov prakticky nepoužívajú). Za vznik zinkového moru okrem uvedeného zodpovedali aj prímesi kadmia a cínu v zliatine a paradoxne (viď ďalej) aj privysoký obsah medi.

 
Obr. 2 - Vnútornou zinkovou koróziou postihnutý model sovietskeho pôvodu (1:43) - detail 1

Neskôr bol problém zinkového moru odstránený pridaním určitých menších množstiev medi, hliníka alebo horčíka do zinkovej suroviny - ktoré naopak, pred vznikom zinkovej korózie chránia. Avšak až na základe dlhšie zbieraných  skúseností sa dospelo k poznatku, že napr. priveľká prímes horčíka (na druhej strane) zhoršuje mechanické vlastnosti zinkovej zliatiny alebo, že hliník homogenizuje ultraštruktúru zliatiny (znižuje jej „zrnitosť“). Tak postupne (na základe mnohých výskumov a experimentov) vznikol zamak (fr. „zamac“ - zliatina zinku a hliníka s malou prímesou spomenutých ochranných kovov) viacerých typov (normalizovaných receptúr) v zložení približne 95 % zinku, 4 % hliníka a do 1 až 1,5 % medi + horčíka + prípadne niklu. Zo zamaku sa dnes vyrába prevažná väčšina kovových modelov automobilov, železničných vozidiel, či lietadiel. Presné dodržanie nadávkovania jednotlivých komponent pri výrobe zamaku má extrémnu dôležitosť – ako z hľadiska jeho dlhodobej stability, tak aj jeho cieľových úžitkových vlastností - čo občas býva problémom (ako ďalej uvidíme) ešte aj dnes. Dôvodov môže byť viac - či už ide o výrobné šlendrianstvo, zastarané technológie alebo aj vedomé šetrenie niektorým z prídavných drahších komponentov ...

 
Obr. 3 - Vnútornou zinkovou koróziou postihnutý model sovietskeho pôvodu (1:43) - detail 2

Avšak žiaľ (ako to vyplýva aj z mnohých súčasne fungujúcich internetových zberateľsko-modelárskych internetových fór) záležitosť zinkového moru sa vždy znova a znova vynára, pričom sa ukazuje, že aj výrobky renomovaných výrobcov (nebudeme menovať) zo súčasných alebo iba nedávno vyrobených zinkovo-hliníkových (zamak) zliatin z času na čas aj dnes nie sú ušetrené od zinkovej korózie. Dokonca niektoré prípady dospeli až do štádia súdnych sporov, pri ktorých si zberatelia i obchodníci od výrobcov vymáhali vzniknuté škody (išlo hlavne o drahé železnično-modelárske výrobky – lokomotívy, ktorých kovové diely postihla vnútorná zinková korózia a následne sa deformovali a pri minimálnom mechanickom namáhaní / ohýbaní rozpadli).

Na základe stanovísk a názorov viacerých odborníkov prezentovaných na internete, k danej téme možno uviesť nasledovné:

V tekutej kovovej tavenine sa vždy nachádzajú rozpustené plyny; ak zostanú obsiahnuté aj v hotovom (stuhnutom) odliatku, môžu vyvolať vnútornú zinkovú koróziu. Čím je tavenina horúcejšia, tým viacej plynov sa v nej vytvára (porovnaj variacu sa vodu). Aby plyny v hotovom odliatku nepretrvávali, po vstrieknutí taveniny do formy sa na ňu ešte raz vyvinie silný dodatočný tlak – s cieľom vytlačiť a zabezpečiť odchod týchto plynov cez výfuk formy. Ak sa od tohto technologického kroku (aplikácia dodatočného tlaku) upustí (zanedbá sa preto, aby sa napr. dosiahli čo najkratšie produkčné cykly), sú položené základy pre vznik vnútornej zinkovej korózie.

 
Obr. 4 - Vnútornou zinkovou koróziou postihnutý veľmi starý model od nemeckej fy Märklin

Takisto chyby v dizajne odlievacej formy môžu viesť k tomu, že plyny v niektorých častiach odliatku sčasti pretrvajú. Napr. rozdiely v materiálovej mohutnosti jednotlivých častí odliatku môžu spôsobiť vnútorné pnutia, ktoré v tak krehko-lámavom materiáli (akým zinková zliatina /zamak/ je) nemožno úplne odbúrať, čo skôr či neskôr môže viesť k vzniku trhlín. Najmä v kombinácii s ostrohrannými prehĺbeninami v odliatku vzniká zvýšené nebezpečenstvo vzniku trhlín. V tomto prípade sa teda jedná o konštrukčne podmienené príčiny chýb. V materiáloch s väčšou mierou rozťažnosti (napr. oceľ) môžu vnútorné pnutia namiesto tvorby trhlín viesť iba k vzniku (často iba miernych, resp. nepostrehnuteľných) deformácií vo finálnom výrobku.

 

Vonkajšie korózne vplyvy

Okrem vnútornej zinkovej korózie (ktorá je záležitosťou vnútra materiálu), reagujú zinkové zliatiny (a aj pozinkované povrchy) i na vonkajšie vplyvy. Ak sa napr. holý zinkový odliatok skladuje vo vlhkej pivnici (napr. pri 80% vzdušnej vlhkosti), vytvorí sa uhličitan zinočnatý, ktorý je na ňom viditeľný ako biely poprašok a tvorí na výrobku ochrannú povrchovú vrstvičku. Naproti tomu v nevetranej vlhkej pivnici s nízkou koncentráciou kysličníka uhličitého vo vzduchu, vzniká iba hydroxid zinku, ktorý netvorí nijakú ochrannú vrstvičku a ničiaci proces môže pokračovať kontinuálne ďalej. Ak sa zinkový odliatok skladuje voľne v atmosfére uvádza sa, že vplyvom počasia sa behom 1 roku odbúra z jeho povrchu vrstvička zinku hrubá približne 1 mikrometer (1 tisícina milimetra).

 
Obr. 5 - Vnútornou zinkovou koróziou postihnutý kovový model lietadla - detail

 

Odolnosť zinku a hliníka voči korózii

Zinok je veľmi dobre odolný voči kyslým vplyvom prostredia ale naopak, málo odolný voči zásaditým vplyvom. Zásadité zvyšky na zinku, ruka v ruke s vlhkosťou, napádajú materiál a spôsobujú až jeho bobtnanie. Diely vyrobené z čistého hliníka vnútornej korózii nepodliehajú, pod vplyvom prostredia (oxidácia) sa však pokrývajú ultratenkou vrstvičkou oxidu hliníka, ktorá ich chráni pred ďalšou koróziou.

 

Vplyv medi na odolnosť voči korózii

Dodržanie predpísaného podielu medi v moderných zinkových zliatinách pôsobí kladne na ich odolnosť voči vnútornej korózii. Tak napr. zinkovým morom postihnuté modely analyzované v laboratóriách obsahovali iba stopové podiely medi v zliatine. Meď taktiež zvyšuje tvrdosť zliatiny. Ale, ako už bolo povedané, aj neprípustne veľké prímesi medi pridávanej do zamaku sa naopak môžu podieľať na procesoch vedúcich k vnútornej zinkovej korózii.

    
 
Obr. 6 a 7 - Vnútornou zinkovou koróziou postihnutý dverový diel modelu Aston Martin DB5 (1:18)

 

Nákazlivosť zinkového moru

Napriek rôznym mýtom a povestiam o „infekčnosti“ (možnosti prenosu) zinkového moru z jedného modelu na druhý, treba povedať, že toto sa nezakladá na pravde a nie je vedecky nijako podložené. Nejde o biologickým činiteľom spôsobovaný proces a teda nemôže byť „infekčný“. T.j. zinková korózia (zinkový mor) sa v zbierke z jedného modelu na druhý nemôže nijakým spôsobom preniesť. Treba si totiž uvedomiť, že zinkový mor u zamaku predstavuje vnútornú koróziu zinkovej zliatiny, ktorá má svoju podstatu spočívajúcu v probléme v materiáli samom. Keďže však zinkovým morom postihnuté diely sa zvyknú tvarovo deformovať (kriviť a meniť svoj objem – rozpínať sa), môžu tým v rôznej miere poškodzovať ďalšie na nich namontované (resp. bezprostredne susediace) diely a súčiastky modelu.

 
Obr. 8 - Vnútornou zinkovou koróziou postihnuté telo šasi modelovej lokomotívy

 

Zvrátenie zinkovej korózie (liečba zinkového moru)

Žiaľ, proces vnútornej zinkovej korózie je procesom účinkujúcim zvnútra odliatku smerom navonok a nedá sa nijakým spôsobom zvrátiť a ani zastaviť, resp. sanovať - jedine sa dá spomaliť, a to uskladnením (vystavením) modelu v priaznivejších podmienkach. Všetky pokusy zabrániť vnútornej korózii modelu nanášaním vrstvy oleja na jeho povrch, jeho namáčaním do laku alebo inou konzerváciou sú úplne bezvýsledné. Ak nám na poškodenom modeli veľmi záleží, možno jeho úlomky opatrne (najlepšie epoxidovým lepidlom) zlepiť, zatrieť farbou ... a čakať...

Veľa sa diskutuje o vplyve teploty na uvedený proces; rezultát: v každom prípade sa výrobky zo zinkovej zliatiny majú uskladňovať v prostredí s nekolísavou (stabilnou) teplotou. Kolísanie teploty má totiž jednoznačne nepriaznivý vplyv na tie diely zo zinkových zliatin, ktoré disponujú / sú vystavené vnútornému pnutiu. Silné kolísanie vonkajšej teploty v priestore, kde sú modely skladované / vystavené vo všeobecnosti môže viesť k urýchleniu postupného rozpadu odliatkov tých modelov, ktoré majú potenciál byť postihnuté, resp. už sú postihnuté vnútornou zinkovou koróziou. Pre skladovanie modelov nie sú vhodné hlavne studené garáže a vlhké pivnice. Na tomto mieste treba upozorniť aj na neblahý vplyv osvetľovania modelov svietidlami umiestnenými vo vnútri vitríny (produkujúcimi teplo, ktoré modely zohrieva).

 
Obr. 9 - Pľuzgiere na farebnom laku modelu lietadla (spôsobená uvoľnením plynných frakcií z riedidla)

 

Ako dlho trvá, kým sa prejaví vnútorná korózia zinku ?

Na túto otázku neexistuje jednoznačná odpoveď. Závisí totiž na stave materiálu odliatku a závažnosti chýb, ku ktorým došlo behom príslušného výrobného procesu. Niekedy už cca po dvoch rokoch začína byť korózia viditeľná – a to vo forme progredujúcich drobných trhlín a začínajúcich deformít odliatku. Toto však môže trvať aj oveľa dlhšie. Možno snáď povedať, že ak model nevykáže ani náznaky takýchto zmien povedzme že za cca 10 rokov od jeho kúpy, zliatina je zdravá a ani v budúcnosti nepodľahne zinkovému moru.

Na potenciálne vnútornou koróziou ohrozené diely modelu môžu poukázať niektoré náznaky – ako napr. mnohopočetné malé zvrásnenia na povrchu odliatku, veľmi tmavá farba zliatiny, nerovnomerné povrchové plochy odliatku – ako keby po vyliatej tekutine (posledné dva príznaky, ak sa rozvíjajú pod farbou odliatku karosérie, sú niekedy veľmi ťažko rozoznateľné), zmena objemu odliatku, progresia týchto príznakov deštrukcie a i.; neskôr pristúpia spomínané drobné trhlinky... Zdravá zliatina po poklepaní nezastrúhaným koncom drevenej ceruzky vydáva jasne kovový, až cinkavo-zvonivý zvuk; naopak narušená zliatina znie menej jasne, akoby „drevene“ (ako keď klopeme po nekovovom, resp. poréznom materiáli). Za určitých okolností je však proces vnútornej korózie zinku na modeli úplne nepostrehnuteľný a prejaví sa až jeho zbortením po silnejšom úchope rukou, alebo pri demontáži modelu.

Veľmi veľa však závisí aj od výrobnej šarže zliatiny / výrobku; mnohé rovnaké modely od tej istej firmy - vyrobené v rozličnom časovom období – môžu, ale tak isto nemusia vykazovať príznaky zinkového moru.

 
Obr. 10 - Benígna povrchová korózia zamaku na podvozku modelu Hot Wheels (Mattel)

 

Možno zinkovou koróziu deformované diely narovnávať do pôvodného tvaru ?

V žiadnom prípade, pretože prasknutie alebo rozpad takéhoto dielu vplyvom narovnávania na viac menších fragmentov je takmer pravidlom... Vplyvom korózie sa zamakové diely stávajú extrémne krehkými a praskajú už pri najmenšom mechanickom zaťažení.

 

Ak sa na povrchu zamakového modelu vyskytuje biely poprašok („krupička“, „múčka“), čo to je a je to nebezpečné ?

Odpoveď odborníka na koróziu: U tzv. bieleho prášku (poprašku) na povrchu zinkovej zliatiny ide o produkty povrchovej (atmosférickej) zinkovej korózie. Tieto pozostávajú zo zásaditých uhličitanov zinku, ktoré sa (vzhľadom k tomu, že nie sú hygroskopické) správajú inertne. Môže ísť ale aj o oxid hliníka / hydroxid alebo oxid horčíka / hydroxid, prípadne ich zmes. Škodia výrobkom zo zinkových zliatin iba tým, že zdrsňujú povrch pod nimi sa nachádzajúceho materiálu. Nijako však koróziu materiálu neurýchľujú. Majú sa však odstraňovať - najlepšie ľahkým oškrabovaním drevenou paličkou (napr. špáradlom). Niekedy ale môže ísť o prejav účinku chloridov z prostredia, čím vznikajú chloridy zinku; tieto však nemajú práškovitý vzhľad, ale skôr mazľavú konzistenciu. V týchto prípadoch (po očistení modelu) je namieste ochrana holého (nenalakovaného) povrchu odliatku nanesením ušľachtilého neutrálneho oleja (napr. na zbrane) alebo priehľadného syntetického laku, event. striebornej modelárskej farby.

 
Obr. 11 - Benígna povrchová korózia zamaku na podvozku modelu Tomica

 

Pľuzgiere a iné prejavy na laku

Niektoré modely vykazujú v menšej alebo väčšej miere postupný vznik pľuzgierikov (bubliniek, dutiniek, vrások) na laku – pričom však model vôbec nemusí trpieť vnútornou koróziou zinku (zinkový mor).

Dôvody: Ide napr. o prípad, keď model nie je opatrený základnou farbou a nanesená povrchová farba síce najprv vyschne na svojej povrchovej strane, avšak v povrchových póroch pod ňou sa nachádzajúceho kovového odliatku zostávajú zachytené zvyšky riedidla danej farby, z ktorého sa vyschnutí farby ďalej uvoľňujú plyny - čo následne vedie k vzniku viditeľných pľuzgierikov. Tento jav vykazujú často aj pomerne nové modely (ešte pri kúpe v obchode).

Ďalej si treba uvedomiť, že povrchová farba / lak na modeli predstavuje veľmi tenkú membránu pozostávajúcu hlavne zo syntetických materiálov, ktoré podliehajú starnutiu (oxidačná degradácia, vyprchávanie stabilizátorov, riedidiel, zmäkčovadiel, tvrdidiel, depolymerizácia /?/), môžu vráskavieť, ba niekedy sa až trhať a olupovať, vytvárať drobné chrastičky, bublinky, strácať pružnosť a farbu (vplyvom slnka, UV žiarenia, silnejšieho umelého osvetlenia), meniť farbu (cigaretový dym, slnečné svetlo a UV žiarenie), bobtnať (vzdušná vlhkosť), strácať lesk (chemické výpary) a dokonca mäknúť (pravdepodobne v prípade degradácie tvrdidiel)... Taktiež môže ísť o chemické reakcie farieb a lakov navzájom (ak sú vo viacerých vrstvách nad sebou), prípadne aj s kovom pod nimi, dôsledok nevhodne zvolenej základnej (podkladovej) farby alebo jej nekvalitného nanesenia na odliatok.

Problematiku vzniku pľuzgierov na laku na podklade prípadného odparovania hliníka (vo forme plynu) zo zamaku, z ktorého odliatok modelu pozostáva, neviem posúdiť (údajne sa vyskytuje u hliníkových vodičov elektrických káblových rozvodov).

Taktiež moderné, vodou riediteľné („ekologické“) farby môžu pri nanesení na čerstvý holý kov odliatku vyvolávať tvorbu oxidov zinku, hliníka či horčíka a tým aj drobné chrastičky a bublinky pod lakom ... Taktiež, striekanie lakov na modely nie je často zvládnuté zo strany výrobcu modelu úplne ideálne, a tak na laku kúpeného modelu občas vidno zaschnuté bublinky, či iné vlnkovité nerovnosti (napr. tzv. „pomarančový“ lak). Niekedy celé súvislé úseky plochy (inak bezchybného laku) sú výrazne matnejšie ako okolitý vysokolesklý lak – príčinou by mohlo byť nanášanie laku na príliš horúci odliatok modelu alebo problém v ešte nezaschnutej základnej farbe alebo jej chemizme (???).

Takisto veľmi významnú úlohu zohráva aj náležitá príprava povrchu odliatku pred striekaním farby / laku (jeho odmastnenie) a tiež stupeň bezprašnosti prostredia (ovzdušia) striekacej komory.

Takže naozaj, nie všetky takého rôzne prejavy „pracovania“ povrchu modelu musia hneď znamenať príchod obávaného zinkového moru; u novších výrobkov je zinkový mor skôr nepravdepodobný - i keď nie je 100 % -ne vylúčiteľný.

 
Obr. 12 - Zinkovou koróziu postihnuté staré nemecké mince

 

Odporúčanía na predchádzanie vzniku a rozvoja zinkového moru:

 

  1. Modely sa musia skladovať / vystavovať v priestoroch:

  • s nízkou relatívnou vlhkosťou;

  • so stabilnou izbovou teplotou (15-25˚C); vhodná je klimatizácia a permanentné odvlhčovanie prostredia;

  • v náležitej vzdialenosti / chránené od zdrojov tepla (slnečné žiarenie, vykurovacie telesá, infražiariče, umelé svietidlá a pod.) tak, aby sa modely ich vplyvom neohrievali;

  • pravdepodobne aj mimo dosahu silných elektromagnetických polí a zdrojov ultrazvuku;

  1. Bránime priamemu styku nenalakovaných (holých) kovových častí modelov medzi sebou navzájom a aj s inými kovmi (oceľ, meď, zoxidované povrchy, vrátane hrdzavých oceľových predmetov a skrutiek); zabránime tým prípadnému vzniku nežiaducich redox- a elektrochemických procesov galvanického charakteru.

  2. Cenné modely s náznakmi začínajúceho procesu zinkového moru - ktoré chceme čo najdlhšie uchovať - premiestnime / uskladníme ich  (pokiaľ tomu tak doteraz nebolo) do prostredia s takými podmienkami, ako je uvedené v bodoch 1 a 2.   

Tento článok neslúži na komerčné účely, ale je určený na osvetu pre všetkých záujemcov (hlavne priaznivcov kovových modelov dopravných prostriedkov a iných zberateľských artefaktov) a tiež na rozvinutie príslušnej diskusie v danom smere. Je upraveným prekladom a predstavuje sumarizáciu viacerých pôvodných (hlavne nemeckých) článkov uverejnených k danej téme na webe + je doplnený vlastnými postrehmi a skúsenosťami (zdroj obrázkov: internet).

 


TOPlist          Aktualizované 28. 06. 2015

          © designed yakaMOTO