Антикоррозионная обработка стали. Антикоррозийные покрытия

Это очень важная тема для всего человечества. Данная тема касается многих сфер промышленности, производства и хозяйствования. Сегодня мы рассмотрим виды антикоррозийной защиты металлоконструкций.

Человечество как может, борется с коррозией металла. Но до полной победы ещё далеко. В развитых странах решили подсчитать убытки от коррозии металлической продукции, но это оказалось нереальным делом. Удалось сосчитать прямой урон, то есть цену разрушенных конструкций. Получились колоссальные суммы. Предполагают, что львиную долю материальных потерь от коррозии составляют и косвенные издержки. Их тоже трудно оценить, поскольку сложно подсчитать потери прибыли при замене оборудования по вине коррозии узлов и деталей.

Необходимость антикоррозийной защиты металлоконструкций

Самое главное условие, при борьбе с коррозией это постоянно вести с ней бой, то есть производить ряд мероприятий по предотвращению образования коррозии.

Единственным способом противостоять коварной химической реакции, которая на корню превращает в прах массивные металлические конструкции, это активно защищаться. Именно это позволит уменьшить материальные потери. Давайте рассмотрим три основных вида борьбы в данном направлении. Но прежде вынужден констатировать, что 80% сохранения металла от коррозии зависит от степени его очистки перед нанесением защитного слоя. И только 20% предотвращают «гниение» металла специальные лаки и краски. Естественно, лучшей очисткой признано в мире абразивное воздействие.

Первый вид антикоррозийной защиты

Этот вид, или если Вам будет удобно метод, антикоррозийной защиты металлоконструкций называется пассивным или классическим. Для того чтобы металлоконструкции не разрушались, их очищенные поверхности покрывают специальными красками, лаками, полимерами, эмалями и так далее. Процесс ещё можно назвать традиционным, поскольку ему сотни, если не больше, лет.

Именно, современные пассивные средства защиты от коррозии металла весьма эффективные. Практически все современные средства защиты качественно обволакивают поверхность изделий, создавая надёжную антикоррозийную защиту металлоконструкциям.

Еще можно отнести к данному типу защиты покрытие металла другим однородным материалом. Например, цинком. Этот металл обладает отрицательным электропотенциалом и разрушается первым. В консервной промышленности применяют олово.

Второй вид антикоррозийной защиты

Такой вид защиты специалисты почему-то назвали активным. Лучше подошёл бы термин «электрический метод». Соль сути его в том, что на металлических конструкциях создаётся двойное электрическое поле, которое генерирует источник постоянной энергии. Также используют фактор анода «жертвенного». То есть защитного материала. Он будет постепенно разрушаться, оставляя под собой нетронутую ржавчиной основную конструкцию. Необходимо сказать, что метод очень сложный технологически и его использование становится экономически невыгодным, принимая во внимание стоимость электрической энергии для предприятий.

Третий вид антикоррозийной защиты

Замыкающим видом борьбы с коррозией называют конструкционным. Проектировщики и производители стремятся с согласия заказчика использовать такие металлы, которые меньше всего подвержены активному окислению. В перечень входят стали нержавеющие. Если они применяются в технических сооружениях, где постоянная влага, то материал дополнительно обрабатывают специальными средами, усиливающими антикоррозийную составляющую. Также слабо ржавеют даже в очень агрессивных средах стали кортеновские. И очень стойкими к химическим окислительным реакциям являются цветные металлы. Такая антикоррозийная защита металлоконструкций является недешевым делом. Поэтому немногие заказчики могут позволить такую роскошь.

Как показывает жизнь, во многих отраслях промышленности, все же по старинке, антикоррозийная защита металлоконструкций проводится изоляционными жидкостями и мастичными средствами. Ими обрабатывают конструкции башенных и других кранов, фермы мостов и так далее.

P.S.

Полезна ли для Вас была статья? Нашли ли Вы ответ на свой вопрос? Возможно, у Вас есть свой взгляд на данную тему или есть, что добавить? А возможно, Вы знаете то, чего не знают другие читатели? Поделитесь своими соображениями в комментариях, наверняка многим будет интересно.

В современном мире коррозия металлов и защита их от коррозии является одной из важнейших научно-технических и экономических проблем. Состояние металлоконструкций в различных регионах во многом зависит от воздействия атмосферы. Развитие промышленности и, как следствие, растущее загрязнение атмосферы вызывает интенсивную коррозию металлоконструкций, поэтому встает вопрос антикоррозионной защиты.

РЫЖАЯ ПЫЛЬ

Главная причина коррозионных разрушений металлоконструкций - самопроизвольное физико-химическое разрушение и превращение полезного металла в бесполезные химические соединения. Большинство компонентов окружающей среды, будь то жидкости или газы, способствуют коррозии металлов; постоянные природные воздействия вызывают ржавление стальных конструкций, порчу корпусов автомобилей, образование питтингов (ямок травления) на хромированных покрытиях и тд. Скорость развития коррозии вглубь может достигать 0,01 -0,2 мм в год. Эта проблема заставляет специалистов задуматься и произвести сравнение затрат на удорожание металла {замена или восстановление металлоконструкций) с затратами на их своевременную и качественную окраску.

ОТ ГРУНТОВКИ ДО ФИНИШНОГО СЛОЯ

Нанесенные защитные покрытия обеспечивают прочность и долговечность сооружений и служат надежной защитой металлоконструкций от воздействия окружающей среды. В первую очередь такую защиту можно обеспечить с помощью лакокрасочных материалов. Подбор типа лакокрасочных материалов и системы покрытия зависит от конкретного типа металлоконструкции, с учетом состояния конструкции, степени разрушения ее поверхности, коррозионной опасности, условий окружающей среды при производстве работ, предполагаемого срока защиты и стоимости покрытия. Наиболее эффективными являются многослойные лакокрасочные покрытия. Многослойные лакокрасочные покрытия, препятствующие проникновению к поверхности металла влаги, агрессивных газов и жидкостей, состоят, как правило, из слоев грунтовки и эмали. Традиционная трехслойная система для наружного покрытия имеет следующий состав: грунтовочный слой обеспечивает адгезию с подложкой, второй слой обладает барьерными свойствами и препятствует проникновению афессивной среды к металлу. Финишный спой также обладает барьерными свойствами, помимо этого он также имеет высокие декоративные качества и стойкость к ультрафиолету.

ОРИЕНТИР - МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ

Существует множество лакокрасочных материалов на различных основах: акриловых, алкид-ных, эпоксидных, полиуретановых и др. Нормативную долговечность лакокрасочного покрытия - 15 и более лет, обеспечат защиту полимерные материалы импортного производства на основе эпоксидных, полиуретановых смол.

Эффективность при выборе лакокрасочного покрытия можно определить из отношения стоимости подготовки квадратного метра поверхности к гарантированной долговечности покрытия. В свою очередь, срок службы защитных покрытий также определяется многими факторами. Наиболее важными являются: качество подготовки поверхности под окраску и соответствие характеристик выбранного лакокрасочного покрытия тем условиям, в которых будет эксплуатироваться покрытие.

Проектирование антикоррозионной защиты (АКЗ) металлоконструкций при использовании лакокрасочных материалов импортного производства необходимо производить с учетом международных стандартов ISO, где учитываются все факторы, влияющие на долговечность окраски.

Согласно международному стандарту ISO 12944 определены следующие сроки службы лакокрасочных покрытий: низкий (до 5 лет), средний (от 5 до 15 лет) и высокий (более 15 лет). При выборе того или иного покрытия, а также необходимого количества слоев краски рекомендуется обращаться к стандарту IS012944. В данном документе указаны системы покрытий на основе различных связующих с различными наполнителями и для различных по агрессивности воздействия категорий окружающей среды.

СРОК-НЕВЕЛИК

Важным моментом в проектировании АКЗ является подготовка поверхности под окраску. Различают несколько методов подготовки поверхности подложки перед нанесением ЛКМ: ручная (скребками, металлическими щетками) и механизированная очистка (отбойниками, шарошками, электро-, пневмоинструментами и др.), гидродинамическая очистка под высоким (до 1500 бар) давлением воды, термическая (газопламенная) очистка (температура горения 400-500 °С), химическая очистка (химическое травление, обезжиривание), абразивоструйная очистка (под высоким давлением до 14 бар смеси «воздух - абразив»).

Ручная очистка скребками и щетками на сегодняшний день в России остается самой распространенной. Ручной метод очистки кажется самым дешевым для заказчика только на первый взгляд, однако в будущем потребуется необходимость перекрашивать металлоконструкции много раз, так как срок службы ЛКП при применении ручной очистки невелик - до 2-3-х лет. Этот метод не позволяет удалить с поверхности металла прокат ную окалину, прочно держащиеся старую краску и ржавчину, не позволяет создать необходимый для адгезии рельеф поверхности. В международном стандарте ISO 8501 отражены две степени подготовки поверхности к окраске: St 2 и St 3.

ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ

Наиболее производительным и эффективным способом подготовки поверхности перед нанесением ЛКМ является абразивоструйная очистка. Данный метод позволяет удалять с поверхности металла прокатную окалину и старые покрытия, придавать поверхности рельеф, который так необходим для хорошей адгезии лакокрасочного материала. Стандарт ISO 8501 регламентирует четыре степени подготовки поверхности абразивоструй-ным способом: Sa 1, Sa 2, Sa 2,5, Sa 3. Метод основан на следующем: частицы абразива, вылетая из сопла с большой скоростью (до 150 м/с) и кинетической энергией, при соударении с поверхностью металла удаляют ржавчину, прокатную окалину, имеющиеся покрытия и другие загрязнения. Одновременно поверхность приобретает характерный рельеф, который способствует лучшей адгезии покрытия с металлом.

После абразивоструйной очистки пред нанесением лакокрасочных материалов поверхность следует очистить от образовавшейся пыли сжатым воздухом.

Достоинства абразивоструйной очистки:

Но есть и недостатки:

Абразивоструйная очистка является одним из самых распространенных в мире методов очистки стальных поверхностей. В странах Европы обязательной абразивоструйной очистке подвергаются любые вновь изготавливаемые конструкции. Согласно стандартной схеме все изделия очищаются на заводе, покрываются грунтовкой и перевозятся на монтажную площадку. После окончания монтажа стыки зачищаются и грунтуются, затем все конструкции окрашиваются финишными слоями ЛКМ.

В России многие крупные предприятия переходят на технологию АКЗ (например, НПО «Мостовик» - г. Омск, ГМК «Норильский никель», «Лукойл» и др.).

Когда же необходима ремонтная окраска или выполнение антикоррозионных работ на уже смонтированных конструкциях, то используются передвижные абразивоструйные комплексы, специализированное окрасочное оборудование и специализированные бригады с альпинисткой подготовкой.

ОБОРУДОВАНИЕ

Абразивоструйные комплексы включают в себя: компрессорное оборудование (например Adas Сорсо, Kiss и другие) для производства и подачи сжатого воздуха (от 7 до 14 бар), абразивоструйные аппараты (Contracor, Airblast) - котлы-емкости, где происходит смешение абразива и воздуха, осушители воздуха, магистральные шланги, специальные сопла (вентури), а так же спецодежда для пескоструйщика (шлем с подачей воздуха и костюм). Специализированное окрасочное оборудование включает в себя; агрегаты безвоздушного распыления с давлением краски в магистральном шланге до 350-500 бар, шланга высокого давления, окрасочные пистолеты.

ПЕРСОНАЛ

Специализированные бригады должны состоять из рабочих с множественностью специальностей: пескоструйщик, маляр, машинист компрессорной установки, а если работы проводятся на высоте, то и иметь специальную подготовку и допуск на высоту.

ТЕХНОЛОГИЯ

Работы по антикоррозионной защите металлоконструкций абразивоструйным методом в основном проводятся по следующей технологии:

Обезжиривание поверхности металлоконструкций проводится всегда перед применением абразивоструйной очистки, так как неудаленные загрязнители будут вбиты в поверхность металла струей абразива, а в последствии спровоцируют отслаивание покрытия от подложки. Обезжиривание должно проводиться методом вытирания ветошью смоченной в растворителе до полного удаления жиров.

Абразивоструйная очистка металлоконструкций проводится до степени Sa 2,5 по ISO 8501, с применением абразивоструйных комплексов. Чаще всего в виде абразива применяется гранулированный шлак одноразового применения (гранш лак - рекуперированные отходы металлургического производства) с фракцией частиц от 0,5 до 3 мм. При этом удаляются следующие загрязнения: прокатная окалина, старые лакокрасочные покрытия, ржавчина.

После очистки поверхность приобретает серый стальной цвет, определенную шероховатость Rz=70-170 мкм. Для уменьшения размера шероховатости изменяют фракцию частиц абразива - увеличивают в общей массе содержание частиц с размерами от 1 до 1,5 мм, в этом случае шероховатость наиболее приемлема Rz=70-110 мкм. При этом расход лакокрасочного материала на 1 м2 заметно сокращается.

Обеспыливание поверхности производится сжатым воздухом с давлением до 6 бар. Для обеспечения максимальной адгезии между слоями лакокрасочного материала, обеспыливание проводят перед нанесением каждого слоя ЛКМ.

Нанесение лакокрасочных материалов осуществляется профессиональными малярами с применением агрегатов безвоздушного нанесения, например Graco, Wagner, Wiwa. Лакокрасочный материал подается под высоким давлением и через специальное сопло распыляется на подготовленную поверхность. Отрунтовку выполняют вплоть до перекрытия верхних точек рельефа поверхности до образования сплошной ровной пленки фунтовочного покрытия. При необходимости и соблюдения толщины покрытия, наносят дополнительный слой грунтовки.

Обязательным условием качественной антикоррозионной защиты после нанесения грунтовки является дополнительная окраска (полосовое окрашивание) острых кромок, кантов и сварных швов, на которых лакокрасочный слой имеет недостаточную толщину.

Нанесение покрывных финишных слоев лакокрасочных материалов выполняется с соблюдением режимов в соответствии с техническими регламентами от производителей ЛКМ. Финишное покрытие наносят сплошной ровной пленкой, контролируя толщину мокрого слоя на протяжении всего процесса окрашивания.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

Выполнение каждого этапа технологии сопровождается контролем качества выполнения работ и климатических условий при их выполнении. Это процедура обязательна и необходима при выполнении каждой технологической операции, начиная от оценки первоначального состояния обрабатываемой поверхности и до сдачи готового антикоррозионного покрытия.

Специализированная компания «ПЕСКОСТРУЙ.РУ» профессионально проводит мероприятия по борьбе с коррозией - мы очищаем металлы от ржавчины и окалины. Но антикоррозионные работы дают гораздо больший эффект, если проводятся в комплексе с профилактикой появления участков, пораженных коррозией.

Наиболее эффективными видами антикоррозионных покрытий являются:
- Лакокрасочные покрытия.
- Гуммирование. Выполняется путем нанесения на защищаемую поверхность растворов из резиновых смесей и мастик.
- Полиэтиленовые покрытия. Выполняются путем нанесения порошкового полиэтилена высокого давления с химическими добавками на горячие поверхности защищаемых деталей.
- Металлизационные покрытия. Образуются путем нанесения на обрабатываемую поверхность расплавляемых металлов и сплавов (алюминия, цинка, нержавеющей стали, нихрома и пр.) электродуговым либо газопламенным методами.

Лакокрасочные покрытия

Этот тип защиты применяется для долговременной консервации металлоконструкций, позволяет сочетать антикоррозионную обработку металла с его декоративной отделкой. Причем лакокрасочные покрытия могут обладать и другими полезными свойствами: атмосферостойкость, маслобензостойкость, водостойкость, химическая стойкость, хорошие электроизоляционные свойства, термостойкость.

Лакокрасочные материалы могут обеспечивать как пассивную защиту от коррозии, так и активную. В первом случае защитный слой материала физически изолирует метал от влаги. Наиболее часто используемые краски для пассивной антикоррозионной защиты металлоконструкций - материалы на синтетическом связующем и алкидной основе. Там, где необходимо тонкое и качественное покрытие, используют краски на битумной основе. В случае эксплуатации конструкций условиях повышенных температур металл часто покрывают кремнийорганическими эмалями.

Активная антикоррозионная защита подразумевает наличие в красках по металлу ингибиторов для замедления процесса окисления металла или других специальных добавок. Такие покрытия прослужат в 3-4 раза дольше, чем слой пассивной защиты.

Особенности окрашивания металла

Окрашивание металла различными антикоррозионными составами относят к наиболее доступным по цене и при этом достаточно эффективным способам защиты металла от коррозии. При этом стоит учитывать, что лакокрасочное покрытие в этом случае будет состоять из нескольких слоев, причем главная антикоррозионная нагрузка ложится на слой грунтовки. Именно ее физико-химические свойства во многом определяют эффективность и долговечность покрытия в целом.

Различные грунтовки, кроме состава, могут быть разными по способу сушки. Быстросохнущие марки, в отличие от обычных, отличаются, в том числе, твердостью образуемого слоя. Кроме того, хорошие грунтовочные составы имеют повышенную укрывистость и отличную адгезию, как с основанием, так и с промежуточным слоем.

В качестве примера удачных антикоррозионных грунтовок можно привести акриловые водно-дисперсионные грунт-эмали. Они несколько выше по стоимости, чем масляные или алкидные краски, но зато и прослужит такое покрытие гораздо дольше. Акриловые эмали более стабильны в условиях открытой атмосферы, их эластичность не теряется со временем, а потому они не отслаиваются от металлической поверхности.

Основные этапы работ по антикоррозионной защите металлоконструкций

Основными этапами работ по антикоррозионной защите металлоконструкций являются:

1. Дефектоскопия. Представляет собой обследование объекта с целью определения вида и степени коррозии, а также подбора наиболее эффективной технологии обработки.

2. Подготовка поверхности. Сюда входят обезжиривание, обессоливание, удаление окалины, шлака, абразивоструйная очистка до соответствия поверхности требованиям ISO и ГОСТа, обеспыливание основания.

3. Нанесение лакокрасочных материалов. Работа проводится послойно: сначала наносится грунтовка, потом (после межслойной подготовки) промежуточный слой, и после очередной межслойной подготовки - финишный слой.

4. Контроль качества. Наши специалисты по специальной методике оценивают результат выполненных работ по антикоррозионной защите, поэтому в качестве и долговечности покрытия вы можете быть абсолютно уверены.

Подготовка основания перед нанесением антикоррозионной защиты

Независимо от того, какой способ антикоррозионной защиты выбран, металлическая поверхность в обязательном порядке должна быть соответствующим образом подготовлена.

Специалисты нашей компании для качественной предварительной очистки металла используют . Эта технология позволяет удалить с поверхности ржавчину, старую краску, следы пожара, жиры, граффити, атмосферные загрязнения. Кроме очистки, пескоструйка также обеспечивает необходимую шероховатость основания для лучшего сцепления с покрытием.

Умеренная стоимость и высокая скорость обработки больших площадей делают пескоструйную очистку незаменимой при подготовке металлоконструкций к нанесению антикоррозионных покрытий.

Сплавы металлов – самый распространённый материал для производства товаров для народного хозяйства. Амортизация основных фондов чаще всего ускоряется за счет интенсивного влияния ржавчины. Особенно актуальна эта проблема для городской среды, морской и нефтедобывающей инфраструктуры. Опасность заключается в возникновении непредвиденных сбоев в работе оборудования, возможных авариях и катастрофах. Поэтому антикоррозионная защита - краеугольный элемент безопасности функционирования металлоконструкций.

Ржавчина: основные причины появления

Коррозия вызывается одновременным присутствием кислорода и влаги на поверхности объекта, это условие запускает электрохимические реакции, которые разрушают структуру металла. Их скорость и характер зависят от влияния внешних, внутренних, механических (конструкционных) факторов.

К первым относятся:

• уровень влажности и загрязнения воздуха газами;
• скорость движения технических жидкостей (в трубопроводах);
• время воздействия;
• температура рабочей среды.

Внутренние - зависят от:

• присутствия примесей в металлах;
• термодинамической устойчивости;
• структуры и типа сплава;
• плотности поверхности.

К механическим факторам относят:

• усталость;
• кавитацию;
• растрескивание.

Чаще всего ржавчина поражает изделия из сплавов железа, а именно из стали, которая часто встречается в хозяйстве. Вместе с тем коррозии подвержены материалы с основной долей в их составе:

• чугуна;
• свинца;
• меди;
• цинка;
• латуни.

В идеальных условиях скорость разрушения может происходить на столько медленно, что даже не потребуется минимальная антикоррозийная защита металлоконструкций (лакокрасочное покрытие). Это актуально для сухих проветриваемых помещений с уровнем влажности воздуха до 40%. Но на практике большая доля металлоизделий эксплуатируется в агрессивных условиях. Наиболее уязвимыми являются изделия, контактирующие с:

• морской водой;
• рабочими техническими средами (жидкие, газовые);
• влажным грунтом;
• загрязненным воздухом городов.

Условия эксплуатации, невозможность демонтажа, особенности конструкций могут существенно затруднять нанесение защитных покрытий во время эксплуатации (это крепежные элементы, мачты линий электропередач, объекты морской инфраструктуры). Такие элементы выгоднее заблаговременно защитить от ржавчины ещё на этапе проектирования.

Горячее цинкование – лучшее решение для защиты от коррозии

Для заблаговременной защиты изделий, их элементов, а также содержащих большое количество малоразмерных конструкционных и крепежных компонентов, в том числе подлежащих нагрузке, наиболее приемлемый метод - горячее цинкование. Его используют для обработки:

• рамных опор;
• строительных лесов;
• арматуры;
• дорожных ограждений;
• опор освещения;
• сварных балок и пр.

Расплав цинка температурой 450 градусов, в который погружено изделие, формирует на всей его поверхности прочную диффузную пленку из сплава Fe-Zn, которая:

• непроницаема для агрессивных факторов внешней среды (влага, сульфиды, хлориды);
• более электроотрицательна, чем защищаемый металл (при нарушении целостности покрытия разрушается только цинк).

Для примера мы предлагаем сравнить стоимость и стойкость нанесения защитных покрытий разными методами (см. таблицу 1, здесь указаны средние цены на рынке Москвы на момент публикации).

Таблица 1

Таким образом, срок службы цинкового антикоррозийного слоя, нанесённого методом горячего цинкования, самый длительный. Амортизация такого покрытия в течение полувека составляет 0,36 руб./год. На втором месте со значительным отставанием так называемый «холодный» метод. По сравнению с нанесением лакокрасочного покрытия, горячее цинкование доминирует, так как позволяет гораздо дольше защитить металлоизделия от ржавчины при сопоставимой цене на покрытие 1 кг.

Метод горячего цинкования: основные достоинства

Его применение для защиты металлоконструкций обеспечивает:

• стойкость к механическим воздействиям;
• эффективную защиту до 100-150 лет без обслуживания (это актуально для сельской местности с низким содержанием выбросов промышленных и выхлопных газов);
• эксплуатацию при температурах до 419 градусов (точка плавления цинка);
• высокую коррозионную устойчивость;
• относительную экономичность;
• приемлемую производительность (3-10 минут на изделие);
• защиту даже после повреждения целостности покрытия, а также в условиях, когда концентрация цинка в покрытии ничтожно мала;
• высокую тепло- и электропроводность.

Этапы нанесения защитного слоя

Горячему цинкованию предшествует подготовка металлоконструкции, которая предусматривает последовательное:

• обезжиривание;
• травление;
• промывание;
• флюсование;
• просушивание.

Обращаем ваше внимание, что все производственные процессы на ООО «Гжельский завод Электроизолятор» соответствуют ГОСТ 9.307-89 «Требования к цинкуемым изделиям» и ГОСТ 9.402 в отношении чистоты поверхности. Перед обработкой все поступающие конструкции тщательно проверяются на наличие трещин. При выявлении дефектов изделия бракуются.

Максимальное время подготовительного этапа (от начала обезжиривания до завершения сушки) составляет около 180 минут. Затем осуществляют покрытие защитным слоем. Заключительным этапом является контроль качества на предмет:

• плотности;
• целостности;
• блеска и характерной текстуры («листья папоротника»);
• толщины - 150-1000 мкм;
• отсутствия трещин.

Процесс самопроизвольного разрушения металла под воздействием агрессивной внешней среды (коррозия) приводит кардинальному изменению прочностных и физико-химических свойств изделий из стали и ее сплавов, значительному снижению их функциональности и сроков годности. По данным беспощадной статистики постоянные потери от этого физико-химического процесса составляют 4-5% общего национального дохода страны, при этом безвозвратно гибнет 10-15% от объема ежегодно производимых ферросплавов.

Помимо материального ущерба коррозия металлов может привести (и зачастую приводит) к различным катастрофическим последствиям из-за выхода из строя сосудов высокого давления, оборудования энергетических объектов, деталей самолетов и паровых турбин, участков газонефтепроводов и т.д. Существуют различные виды борьбы с процессом окисления металла, при этом технология антикоррозийной обработки металлоконструкций постоянно совершенствуется.

Конструктивные методы защиты

Конструктивные методы защиты используются еще на стадии проектирования и изготовления изделия, до начала его активной эксплуатации. Они заключаются в выборе материала, способного противостоять пагубному воздействию среды (нержавеющие стали, кортеновские стали с прочной, неразрушаемой окисной пленкой, применение в ряде случаев высокополимерных материалов, стекла или керамики).

Помимо этого конструктивная антикоррозийная защита металлоконструкций СНИП подразумевает и методы рациональной эксплуатации металлических изделий:

• устранение щелей, трещин и зазоров в конструкции, в которые может попадать влага;
• ликвидация зон застоя влаги и защита от брызг и водяных капель;
• введение ингибиторов в агрессивную среду.

Пассивная защита от коррозии

К пассивным методам защиты относится нанесение на металлическую поверхность какого-либо покрытия, которое будет препятствовать контакту металла с кислородом и влагой. Современные лакокрасочные материалы обладают улучшенными эксплуатационными свойствами. В зависимости от состава, ЛКМ могут выполнять барьерные, протекторные, преобразующие или пассиваторные функции.

Барьерная защита — механически изолирует поверхность металла. Чаще всего барьерные ЛКМ наносят на черные металлы. При этом любое нарушение целостности защитной пленки (даже в виде микротрещин) ведет к проникновению агрессивной среды и возникновению подпленочной коррозии.

Пассивирование поверхности металла производится лакокрасочными материалами, в составе которых содержится фосфорная кислота или хроматные пигменты (соли хромовой кислоты), замедляющие коррозионные процессы. Антикоррозийное покрытие металлоконструкцийпассивирующими грунтовками выполняется при помощи распылителя. Пассивирующие грунтовки могут быть как одно, так и двухкомпонентными, в последнем случае составляющие части смешивают непосредственно перед употреблением. Таким образом можно защищать как черные, так и цветные металлы.

Следует отметить, что антикоррозийная защита металлоконструкций при помощи ЛКМ эффективна лишь в случае скрупулезно проведенных подготовительных мероприятий, особенно важно тщательное удаление продуктов коррозии, уже образовавшихся на поверхности металла.

При этом наносятся специальные составы, разрушающие ржавчину, а затем поверхность зачищается. Если же механическая обработка перед окрашиванием по тем или иным причинам производится не может или экономически нецелесообразна, используются так называемые преобразователи ржавчины. Преобразующие грунтовки содержат специальные добавки, которые превращают продукты ржавчины в нерастворимые соединения. Эти составы могут наноситься как при помощи кисти, так и распылением. В некоторых случаях преобразователи ржавчины уже входят в состав защитной композиции и тогда ЛКМ может наносится сразу на металл, без предварительной его обработки.

Пассивная антикоррозийная обработка металлоконструкций СНИП может выполнять и роль протектора, в этом случае в состав ЛКМ включают достаточно большое количество (>86%) металлической пыли из элемента, который обладает более высокой восстановительной способностью, чем обрабатываемая поверхность. Так как чаще всего в качестве наполнителя используют высокодисперсный порошок цинка, данный метод получил название «холодного цинкования». Цинконаполненные лакокрасочные материалы выгодно отличаются от традиционных увеличенными сроками службы и устойчивостью к абразивному износу.

Термопластичные полимеры и эпоксидные смолы, на основе которых выпускаются цинкосодержащие композиции, позволяют наносить эти грунтовки даже при сложных погодных условиях (повышенная влажность, отрицательные температуры). Кроме этого, цинковые протекторные ЛКМ не требуют смешивания компонентов, а по своим прочностным и защитным свойствам сопоставимы с такими гораздо более трудоемкими операциями, как горячее цинкование.

Активные методы защиты

К активным методам защиты можно отнести методы специальной обработки металла. Для повышения стойкости ферросплавов и изделий из них применяют:

• горячее цинкование деталей. Деталь или конструкция обезжиривается, подвергается пескоструйной обработке или травлению кислотой и покрывается тонким слоем расплава цинка в специальной вращающейся ванне. В результате химической реакции на поверхности образуется защитная пленка, экранирующая металл от доступа влаги, образующая гальвано пару со сталью и способная самовосстанавливаться после небольших повреждений. В качестве сырья для горячей металлизации могут применяться и другие металлы. Этот метод особенно хорош для крупных объектов (судов, баков, цистерн) ;
• электрохимическое (гальваническое) цинкование, которое основано на принципе диффузионного извлечения ионов цинка из слабокислого раствора при электролизе. Обрабатываемые детали и источник цинка (пластины, шары, болванки) помещаются в ванну с электролитом, через которую в дальнейшем пропускается электрический ток. В процессе электролиза цинк, являясь анодом, растворяется и оседает на стальной поверхности, придавая ей высокодекоративный блестящий вид. Однако адгезионные свойства полученного покрытия невелики, а сам процесс производства экологически вреден и трудоемок. Гальваническая обработка металлов применяется для обработки метизов и деталей средних размеров;
• термодиффузионное нанесение цинкового покрытия. Суть метода состоит в проникновении атомов цинка из цинкосодержащего порошка в поверхность железа при очень высокой температуре (в диапазоне 290-450˚С). При этом покрытие получается очень твердым и износостойким, в точности повторяя исходную деталь, включая резьбы или тонкий рельеф. Не требует сложного подготовительного этапа (очистки от пятен ржавчины, обезжиривания и т.п.). Подобная антикоррозийная обработка металлоконструкций и трубопроводов в 2-3 раза долговечнее, чем гальваническая и может длительно оберегать сталь даже при эксплуатации ее в условиях воздействия морской воды. Из недостатков метода можно отметить его небольшую производительность и необходимость наличия специального оборудования (роторных печей).

Антикоррозийная обработка металлоконструкций может быть дополнена электрохимической защитой, при которой на ограждаемую деталь устанавливается специальный протекторный анод из металла с более электроотрицательными свойствами. При этом скорость окислительного процесса в защищаемом партнере падает практически до нуля вплоть до полного разрушения анода, который в данном дуэте называют «жертвенным». Подобным образом экранируют свайные фундаменты, металл которых находится в грунте (особенно засоленном), нефтегазопромысловые сооружения и хранилища, а также днища судов, на которые постоянно воздействует морская вода.

Аноды могут быть изготовлены из платинированного титана, железнокремниевых сплавов, графитопластов. В настоящее время разрабатываются методы электрохимической защиты кузовов автомобилей, при этом токопроводящие аноды выполняются из электропроводящих полимеров в декоративном исполнении и наклеиваются на кузов в потенциальных коррозионноопасных точках.

Новые методы защиты

Несомненно, нанесение лакокрасочных материалов наиболее доступный метод сбережения ферросодержащих конструктивных элементов и деталей. Однако этот защитный слой требует обновления каждые 5-7 лет, что довольно трудоемко. Гальваническая и электрохимическая подготовка металла, позволяющая забыть о ржавчине лет на 50, — дело достаточно затратное. Однако в настоящее время уже существует недорогой инновационный метод защиты металлов от окисления и ржавления.

«Жидкая резина» — двухкомпонентный эластомер, при помощи которого выполняется надежная и долговечная антикоррозийная защита металлоконструкций. Эта сплошная, бесшовная мембранная прослойка наносится на металл при помощи распылительного пистолета, без всякой предварительной подготовки поверхности. После нанесения битумная эмульсия застывает мгновенно, не образуя потеков и неровностей, даже если основа была гладкой, скользкой и влажной. Производитель гарантирует, что данное покрытие в течение первых 20 лет не только не теряет своих свойств, но даже становится со временем прочнее. Таким образом могут быть обработаны металлические трубы, строительные конструкции любой конфигурации, поверхность цистерн и даже кровля. Металлы экранируемые при помощи такого резинового слоя абсолютно индифферентны к воздействию повышенной влажности и критическим температурам.