Koroze a konzervace kovových předmětů

autor: Abbadan

KOROZE A KONZERVACE KOVOVÝCH PŘEDMĚTŮ

KOROZE

Koroze je samovolné, postupné rozrušení kovů či organických i anorganických materiálů vlivem chemické nebo elektrochemické reakce s okolním prostředím. Může probíhat v atmosféře nebo jiných plynech, ve vodě a jiných kapalinách, zeminách a různých chemických látkách, které jsou s materiálem ve styku. Toto rozrušování se může projevovat rozdílně; od změny vzhledu až po úplný rozpad celistvosti.

KONZERVACE KOVOVÝCH ARTEFAKTŮ

Průzkum předmětu

Před konzervací jakéhokoli předmětu musí byt v první řadě proveden průzkum, díky kterému zjistíme závažnost poškození artefaktu a můžeme tedy navrhnout vhodný postup práce. Do průzkumu se zahrnuje i zpracování historických informací o předmětu, jeho dřívější způsob využití, v neposlední řadě i identifikace místa nálezu a možné historické spojení s danou lokalitou.

V této první fázi je důležité zjistit materiálové složení artefaktu, jelikož od složení se odvíjí následné kroky přímé konzervace. Například zjištění organických částí konzervaci poněkud komplikuje. U kovových předmětů je také nutné zjistit, zda se zachovalo kovové jádro. K získání této informace nám poslouží rentgen.

Mechanické čištění

Mechanické čistění má několik fází. První předběžné čistění, se nejčastěji provádí pomocí různých druhů kartáčů. Tento druh mechanického opracování je však velmi zdlouhavý a dojde k odstranění pouze nejsvrchnější vrstvy korozních produktů.

V další fázi čištění volíme většinou broušení vrstev zubní vrtačkou, či otryskávání ve speciálních přístrojích. Otryskává se nejčastěji balotinou či pískem.

Po tomto základním čistění je artefakt připraven na fázi chemické konzervace.

Chemické čištění

Korozní vrstva na výrobcích ze železa může být tvořena ze směsi oxidů, křemičitanů, uhličitanů, chloridů a sulfidů železa a v případě archeologických nálezů i vápenatými solemi. Nejdůležitější je odstranění chloridů z povrchu materiálu. Tento proces se nazývá desalinace.  Odstraňování chloridů je ovšem velmi zdlouhavý proces. Doporučená délka louhování předmětů je cca 14 týdnů. Během této doby se pravidelně odebírají vzorky z lázní a průběžně se kontroluje stav chloridových iontů v roztoku. Ustálí-li se naměřené hodnoty, je potřeba louhovací lázeň vyměnit. Během výměny je vhodné původní roztok přefiltrovat a zjistit tak hmotnost vylouhované sekundární koroze.

K desalinaci se využívá buď samotná destilovaná voda, nebo pro lepší efektivnost procesu se pak využívají různé chemické látky. Účinné je ošetření artefaktu v roztoku uhličitanu amonného nebo v roztoku amoniaku. Zde platí, že pokud je lázeň zahřívána, efekt odsolování je výrazně znatelnější. Ovšem při výrazném zahřívání předmětů se musí počítat s tím, že je-li předmět silně zkorodován, může ho tento postup poškodit.

Při nutnosti ošetření předmětu do hloubky se dá použit hydroxid sodný, který má účinky hloubkového čistění.

Odstraňovat chloridy lze i elektrochemickým způsobem. Ve 2-3%-ních roztocích NaOH nebo KOH se železný předmět připojí k zápornému pólu zdroje napětí. Jako anoda slouží olověná či železná deska. Proces se provádí při nízkém napětí 2-12 V a nízké proudové hustotě 2-10A/dm³. Nutností je pravidelné, nejlépe každodenní vyměňování elektrolytu. Po konci procesu musíme samozřejmě předmět dostatečně omýt od hydroxidu.

Další možné čistění povrchu kovů se nabízí pomoci nízkoteplotního plynového plazmatu. Toto plynové plazma obsahuje značné množství chemicky aktivních iontů, radikálů, atomů a molekul ve vzbuzeném stavu. U nás se především archeologické artefakty čistí pomocí plazmatické redukce H2 . Plazma se budí ve vakuu pomocí vysokofrekvenčního výboje.

Ochrana kovů do budoucna

Pro ochranu kovů před další korozí či jinou degradací se nejčastěji využívá fosfatizace a tanatování. Fosfátová vrstva (složena z fosforečnanů železa, manganu a zinku) na povrchu utvoří tenký, dostatečně pórovitý film. Má dobré izolační vlastnosti zabraňující vzniku elektrochemické koroze. Vlastní fosfatizace se provádí v horkých či chladných roztocích.

K přeměně rzi se používá 20%-ní vodně-alkalický roztok tanninu. Stalá ochranná vrstva se tvoří po několikerém nanesení roztoku, přičemž každá z vrstev se musí nechat důkladně zaschnout (nejlépe několik dní).

Jako další ochranné materiály se používají různé organické nátěry, směsi vosků, nebo polymerní vrstvy.

Preventivní uložení

Každý předmět má své doporučené preventivní uložení, v případě kovových artefaktů je to potom teplota 18 °C (± 5 °C), celková roční expozice světlem max. 100000 lx.h.rok-1 , max. osvětlenost do 200 lx, energie UV pod 30 mW.l-1 m-1. S kovovými artefakty manipulujeme v rukavicích, a ukládáme je do ochranných obalů – např. PE, PTFT, PP folie.