Konzervacija i restauracija predmeta od željeza i čelika

mini|Oko godine 400. izrađen je željezni stup u Delhiju, visok 7 metara i težak više od 6 tona, koji i dan danas odolijeva monsunskim kišama i koroziji mini|Richard Serra, Fulcrum (1987.), 16,8 m visoka skulptura od Cor-ten čelika, London mini|Vojin Bakić, Svjetlosni oblici, Muzej suvremene umjetnosti u Zagrebu, nehrđajući čelik Konzervacija i restauracija predmeta od željeza i čelika aktivnost je posvećena očuvanju i zaštiti predmeta od željeza i čelika, i to kako povijesnih tako i arheoloških. Na predmetima kulturne baštine od spomenutih materijala u Hrvatskoj rade školovani ili državno ispitani konzervatori restauratori metala.

Kroz povijest su predmeti od željeza i čelika izrađivani u religiozne, tehničke, umjetničke, kućanske, te vojne svrhe. Konzervacija restauracija istih teži prevenciji i usporavanju propadanja ovih predmeta, te također njihovom očuvanju za buduće generacije. Uklanjanje nečistoće te korozijskih produkata prvenstven je cilj zahvata na istima.

Konzervator-restaurator koji radi na predmetima od željeza ili čelika mora poznavati osnove povijesti i tehnologije obrade ovog materijala, kao i korozivne procese koji se najčešće javljaju na istima. Poželjna su i barem osnovna znanja o povijesti umjetnosti, arheologiji odnosno etnologiji ili tehnici zavisno kojim se materijalom pretežito bavi. Neizostavno je i poznavanje restauratorske etike, te suvremenih metoda rada na spomenutom materijalu.Također mora poznavati i osnovne pojmove vezane uz znanstvena ispitivanja ovih predmeta.

Povijest Osnovne slitine željeza korištene u izradi predmeta kulturne baštine željezo za kovanje čelici nehrđajući čelici lijevačke slitine

Metalurgija

Korozija mini|150px|Hrđa, najčešći oblik atmosferske korozije željeznih predmeta

Konzervacija Povijesni predmeti Dokumentacija Dokumentacija mora uključivati detaljan opis svih faza rada, te korištenih materijala, znači prije, poslije i tijekom zahvata. U nju moraju biti uključeni i podaci o eventualnim znanstvenim ispitivanjima provedenim na predmetu, kao i preporuka za daljnje čuvanje predmeta.

Istraživanja Danas su istraživanja integralni dio konzervatorskog tretmana metalnih predmeta kulturne baštine, barem u visoko razvijenim zemljama, kod nas su ona većinom još uvijek izuzetak a ne pravilo, posebice se ovo odnosi na naše muzeje-nažalost niti jedan od hrvatskih muzeja koji sakupljaju umjetničke, te tehničke, arheološke i etnografske predmete ne posjeduje istraživačku opremu, a ni potrebno osoblje.

Identifikacija metala i slitina Jednostavne metode - promatranje, spot testovi, specifična težina Znanstvene metode - XRF, XRD, PIXE, LIBS, SEM, elektrokemijske tehnike, metalografija

Identifikacija korozionih procesa i produkata Jednostavne metode - promatranje, spot testovi, Oddy test Znanstvene metode - XRD, SEM, metalografija, elektrokemijske tehnike

Identifikacija metalu pridruženih materijala Jednostavne metode - promatranje,spot testovi, specifična težina Znanstvene metode - XRF, kromatografija

Identifikacija tehnologije korištene za izradu predmeta Jednostavne metode - promatranje, spot testovi, specifična težina Znanstvene metode - metalografija, gamagrafija, tomografija

Donošenje odluka o potrebi i posljedicama zahvata Poželjno je da u donošenju odluka učešće uzme što veći broj stručnjaka, kao minimum možemo uzeti povjesničara umjetnosti, stručnjaka za koroziju željeza, te konzervatora restauratora.

Čišćenje kemijskoElektokemijskoMehaničkoUltrazvučnoLaserPlazmaAmonium citrat 5% / pH 3,5H. Brinch-Madsen, "Die reinigung von eisen mit ammoniakalischer Citronensaure", Arbeitsblatter fur Restauratoren 2/1974.

Fosforna kiselina 10 - 20 % + 1 % tioureaStambolov, T.; Eichelmann, N.; Bleck, R. D.: Korrosion u nd Konservierung von Kunst und Kulturgut aus Metall / I ,Weimar 1987.

EDTA 4 % pH 5,5 Stambolov, T.; Eichelmann, N.; Bleck, R. D.: Korrosion und Konservierung von Kunst und Kulturgut aus Metall, I, Weimar, 1987.

Tioglikolna kiselina 3-30 % pH 7

Polimetakrilna kiselina 10-15 % pH 4,5-5,5 Nikitin, M. K.; Meljnikova, E. P.: Himija v restavracii, Lenjingrad, 1990.

Mješavina organskih kiselina

47,5 g limunske kiseline

47,5 g natrijevog glukonata

4,9 g vinske kiseline

1 lit vodeUSPT 4,264,4182-5 % NaOH,anode od nehrđajućeg čelikaMješavina taložene krede i vode

fina čelična vuna

skalpel

rotacijske čelične četke

mikropjeskarenje

čišćenje mlazom suhog ledaDRY-ICE BLASTING FOR THE CONSERVATION CLEANING OF METALS,Izlaganje na konferenciji Metal 2010.,R. van der Molen,Charleston 2010.natrij hidroksid 5-19 g

natrij karbonat 15-25 g

trinatrij fosfat 49-60 g

voda 1 lit

Uroni predmete na 2-5 minuta, isperi i ako treba ponovi.Dasojan, M. A.; Palmskaja, I. J.; Saharova, E. V.: Tehnologija elktrohimičeskih pokritij, Lenjingrad 1989.Može se koristiti1.Cooper, M.I. (2002) Laser cleaning of metal surfaces: an overview. Paper presented at the UKIC Metals Section ‘Back to Basics: Surface Treatments’ conference (Liverpool, October 1999). Published in ‘Back to Basics, The Metals Section' Press, 34-39.Može se koristiti

Kod kemijski ili termički obojenih, znači plavljenih ili bruniranih predmeta nikako ne koristiti kemijsko čišćenje, već eventualno Ballistol, WD 40 ili mješavinu petroleja i parafina - sva ova sredstava omekšavaju hrđu te tako olakšavaju njeno uklanjanje. Predmete obojene uljanom ili nekom drugom bojom čistimo sredstvima koja se koriste i kod čišćenja slika ili polikromirane skulpture. Prije svega se tu radi o mješavinama raznih polarnih ili nepolarnih otapala.

Strukturalna konsolidacija Mogu se koristiti ljepljenje, vijci, zakovice, tvrdo ili meko lemljenje, te zavarivanje - bilo plinsko, elektrolučno, WIG, ili lasersko.

Stabilizacija Još uvijek je u svrhu stabilizacije povijesnih, te nešto rjeđe i arheoloških predmeta, rašireno korištenje taninskih otopina,tkzpretvarača hrđe.Stambolov,T;Bleck,R.D.;Eichelmann,N. Korrosion und Konservierung von Kunst und Kulturgut aus Metall/I,Weimar 1987. U novije vrijeme ispituju se i otopine na bazi karboksilataNorth, N. A.; Hefter, G. T.; Tan, S. H.: Organic Corrosion inhibitors in Neutral Solutions; Part 1 – Inhibition of Steel, Copper, and Aluminium by Straight Chain Carboxylates, Corrosion, 53. svezak, br. 8., kolovoz 1997.Stéphanie Hollner, François Mirambet, Emmanuel Rocca, Solenn Reguer: Development of new environmentally safe protection systems for the conservation of iron artefacts, Metal 2010, conference proceedings, Charleston, 2010., str 160. te razni biljni ekstrakti, poput primjerice duhana.http://www.electrochem.org/dl/ma/202/pdfs/0340.PDF Pristupljeno 28. svibnja 2012.Također je moguće i korištenje mješavina tanina i fosforne kiseline te fosfatiranja.

Osim standardnog fosfatiranja razvijenog u svrhu industrijske primjene, postoje i procesi kod kojih dobiveni sloj nema vlastitu obojenost, te se stoga ne mijenja izgled predmeta. Takvi se procesi mogu koristiti i kod predmeta s tankim korozionim slojem, znači primijenjivi su i na kemijski i termički obojene, tj. plavljene ili brunirane predmete.Pelikán ,J.B. The Use of Polyphosphate Complexes in the Conservation of Iron and Steel Objects,Studies in Conservation,Vol. 9, No. 2 (May, 1964), str. 59-66

Zaštitne prevlake lakovi - Paraloid B-72 - Ormocer voskovi - Renaissance Wax - Cosmolloid 80 H - Dinitrol 4010 - Poligen ES 91 009Wolfram, J.: Better than paraloid? Testing poligen waxes as coatings for metal objects, Izlaganje na konferenciji Metal 2010., Charleston, 2010. Tecero Wachs 30410 ulja - Ballistol - WD 40 - 8 dijelova white spirita / 2 dijela ribljeg ulja kombinacije - osnovni sloj Paraloid B 72/ 2. sloj Renaissance Wax itd.

Arheološki predmeti Dokumentacija Dokumentacija mora uključivati detaljan opis svih faza rada, te korištenih materijala, znači prije, poslije i tijekom zahvata. U nju moraju biti uključeni i podaci o eventualnim znanstvenim ispitivanjima provedenim na predmetu, kao i preporuka za daljnje čuvanje predmeta. Kod arheoloških predmeta poželjno je i da dio dokumentacije budu i podaci o dubini, tipu i osobinama tla u kojem su predmeti nađeni, odnosno kod podvodnih nalaza o vrsti i dubini vode, kretanju morskih struja, količini plinova prisutnoj u vodi, kao i eventualnom prisustvu makro ili mikroskopskih organizama.

Istraživanja Danas su istraživanja integralni dio konzervatorskog tretmana metalnih predmeta kulturne baštine, barem u visoko razvijenim zemljama, kod nas su ona većinom još uvijek izuzetak a ne pravilo, posebice se ovo odnosi na naše muzeje-nažalost niti jedan od hrvatskih muzeja koji sakupljaju umjetničke, te tehničke, arheološke i etnografske predmete ne posjeduje istraživačku opremu, a ni potrebno osoblje.

Identifikacija metala i slitina Jednostavne metode - promatranje, spot testovi, specifična težina Znanstvene metode - XRF, XRD, PIXE, LIBS, SEM, elektrokemijske metode, metalografija

Identifikacija korozionih procesa i produkata Jednostavne metode - promatranje, spot testovi, Oddy test Znanstvene metode - XRD, SEM, metalografija, elektrokemijske metode

Identifikacija metalu pridruženih materijala Jednostavne metode - promatranje, spot testovi, specifična težina Znanstvene metode - XRF, kromatografija

Identifikacija tehnologije korištene za izradu predmeta Jednostavne metode - promatranje, spot testovi, specifična težina Znanstvene metode - metalografija, gamagrafija, tomografija

Donošenje odluka o potrebi i posljedicama zahvata Poželjno je da u donošenju odluka učešće uzme što veći broj stručnjaka, kao minimum možemo uzeti arheologa upoznatog s temeljnim principima konzervacije željeznih predmeta, stručnjaka za koroziju željeza, te konzervatora-restauratora.

Čišćenje Kod arheoloških se predmeta preporuča isključivo korištenje mehaničkog čišćenja, znači skalpela, raznih rotacionih alata, ultrazvučnog dlijeta, te mikropjeskarenja. Čistiti do tzv. originalne površine, tj. sloja nastalog po napuštanju predmeta, nikako do samog metala.

Strukturalna konsolidacija U principu bi trebalo koristiti isključivo reverzibilne materijale poput ugušćene otopine Paraloida B 72. Mogu se koristiti i ojačanja od staklene tkanine ili netkane poliesterne tkanine, poput Holytexa ili Reemayja.

Stabilizacija Što se stabilizacije predmeta tiče ista se odnosi prije svega na što temeljitije uklanjanje topivih soli iz predmeta, prije svega klorida. Danas je najraširenija i najefikasnija metoda rad s alkalnom otopinom natrijeva sulfita Gilberg, M.; Seeley, N.: The Alkaline Sodium Sulphite Reduction Process for Archaeological Iron: A Closer Look, Studies in Conservation, London, 1982. Kao vrlo perspektivan izdvaja se i postupak odsoljavanja pomoću subkritičkih tekućina,razvijen u SAD.Potrebna je posebna i skupa oprema jer se koriste visoki pritisci i temperature (40 at/180 C, 0,5% NaOH otopina).http://193.175.110.9/hornemann/german/epubl_txt/2012_KURProjekt_Mazzola.pdf Pristupljeno 28.11. 2014.http://issf2012.com/handouts/documents/226_004.pdfRadi se i na istraživanju stabilizacije korodiranog željeza pomoću bakterijskih kultura.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28283522/ pristupljeno 02.09.2020.

Zaštitne prevlake lakovi - Paraloid B-72 - Paraloid B-67 - Paraloid B-44 - Paraloid B-48 N - Ormocer voskovi - Renaissance Wax - Cosmolloid 80 H - Dinitrol 4010 - Poligen ES 91 009 - Tecero Wachs 30410 kombinacije - osnovni sloj Paraloid B 72 / 2. sloj Renaissance Wax itd.

Preventivna konzervacija Predmete je preporučeno čuvati na temperaturi 15-18 °C, relativnoj vlazi do 40 %, u slučaju predmeta kod kojih je željezo kombinirano s organskim materijalima najmanje 45 %, u slučaju arheoloških predmeta s aktivnim kloridima najviše 12-15 %. Rasvjeta do 300 lx za isključivo metalne predmete, do 150 lx za lakirane ili obojene, te do 50 lx za predmete kod kojih su prisutni i svijetloosjetljivi materijali. S predmetima rukovati u polietilenskim ili pamučnim rukavicama. Što češće kontrolirati stanje predmeta, posebno onih arheoloških.