Лако-красочные материалы — производство

Раз в год от коррозии в мире пропадает до 20% годичного производства металла. При всем этом неувязка не  только  в  потере  металла  как  такого. Утраты,  которые  возникают  в  связи  с  коррозией —  остановки производства из-за необходимости ремонта металлоконструкций производственных объектов, транспортные проблемы  из-за  закрытия  на  ремонт  мостов  и  путепроводов —  наносят  не  меньший  вред.  Известны  случаи, когда  коррозионное разрушение несущих железных конструкций приводило к человечьим жертвам.

Методов защиты от коррозии конструкционных сталей довольно много. Посреди их как главные могут  быть  обозначены  изоляция  от  воздействия  среды  и  изменение  электрического  потенциала поверхности объекта.    Чаще  всего  сейчас  применяется  изолирующий  метод —  изоляция  поверхности  металла  от  коррозионного  воздействия.  Для  этого  используются  лакокрасочные  материалы,  битумы,  различные  полимерные  пленки.  Недостатком  данного  метода  является  высокий  риск  подпленочной  коррозии  при  повреждении покрытия. В то же время изменение потенциала на поверхности изделия — катодная защита,  включена  в многие  отраслевые  нормативы,  как  эффективный  промышленный метод  защиты  от  коррозии. Недостатком  катодной  защиты  являются  высокие  энергозатраты  при  эксплуатации  Существует   способ, объединяющий достоинства и исключающий недочеты обоих методов — нанесение металлизационных  протекторных покрытий из материалов «электроотрицательных» по отношению к конструкционным сталям металлов — алюминия, цинка и их сплавов.    Промышленное  применение металлизационных протекторных покрытий на металлоконструкциях промышленных  объектов широко  известно  в  развитых  странах  и  включено  в  многие  регламентирующие документы. Такое пристальное внимание к протекторным покрытиям обосновано осознанием серьезности экономических потерь  вызванных в длительной перспективе коррозионными разрушениями.    Первые  случаи  внедрения протекторных  покрытий имели  место  в 30-х  г.г.  ХХ-го  века.  В  то время газопламенное напыление, само по себе придуманное за три десятилетия ранее, было применено для  защиты  от  коррозии  мостов,  нанесением  цинкового  покрытия.  Уровень  развития  технологии газотермического нанесения покрытий был такой, что покрытия имели очень высшую пористость. Для ее заполнения  использовались  лакокрасочные  материалы,  выполнявшие  в  то  же  время  и  декоративные функции.   Уже  первые  примеры  применения  газотермических  протекторных  покрытий  показали  их высочайшую  эффективность.  Так  к примеру Menai Straits Bridge  в  Англии  еще 90  лет  был  защищен газопламенным  цинковым  порошковым  напылением.  В 1952  году  инспекция  качества  покрытия  моста рекомендовала только восстановление декоративного лакокрасочного покрытия, невзирая на то, что за более чем 30-летний  период  эксплуатации,  пришедшийся  на  годы  экономического  кризиса  и  мировую  войну, суровых работ по обслуживанию моста не выполнялось.

Мониторинг защиты от коррозии протекторных металлизационных покрытий  проводился в США с 50-х по 70-е  годы (всего 19 лет) Южноамериканским обществом  сварщиков и Комитетом по  газотермическому напылению  и  в   Великобритании  в 1969/70-х  г.г.  Результаты  обоих   исследований  доказали  что комбинированная  протекторная  защита (напыленный  металл  плюс  пропитка)  обеспечивает  лучшую защиту от коррозии металлоконструкций в высокоагрессивных средах (морская и речная вода, атмосфера с повышенным  содержанием  сернистых  выбросов,  подземная  прокладка  элементов  стальных  конструкций при наличии блуждающих токов, в том числе под асфальтным покрытием и др.)

За  рубежом  металлические  протекторные  покрытия  на  основе  алюминия  и  цинка  стали  интенсивно внедряться в разных областях индустрии в 80-90-х годах прошедшего столетия в рамках эталонов ISO 2064 Metallic and other non-organic coatings-Definitions and conventions, ISO 2178 Non-magnetic coatings on magnetic substrate’s, в главном использовались для  защиты мостов, различных  железных конструкций, дымопроводов и других изделий.    В  то  же  время  на  территории  бывшего  СССР  применение  протекторных  покрытий  имело  место только  на  отдельных  объектах  в  основном  в  качестве  опытно-промышленных  испытаний. До  реального времени  доля  металлизационных  протекторных  покрытий  в  практике  защиты  от  коррозии  в  Рф ничтожна в сопоставлении с тем, какое место протекторные покрытия занимают в Европе, США и Стране восходящего солнца.   В  последнее  десятилетие  в  нашей  стране  широко  рекламируются  технологии  так  именуемого «холодного  цинкования»,  когда  цинковый  или  алюминиевый  порошок  вводится  в  лакокрасочное связывающее.  Подразумевается,  что  лакокрасочное  связывающее  имеет  определенную  проводимость электронного тока, что обеспечивает гальваническое взаимодействие меж цинковым либо дюралевым порошком  и  основным  металлом.  Таким  образом  якобы  осуществляется  комбинация  изолирующего  и протекторного  способа  защиты  от  коррозии.  Тем  не  менее  гарантийные  обязательства  и  срок  службы  на практике оказываются несравненно наименьшими, чем таковые для металлизационных протекторных покрытий, а случаи подпленочных коррозионных разрушений под такими покрытиями — не уникальность.   Основные  преимущества  металлизационных  протекторных  покрытий  перед  лакокрасочными обоснованы последующими обстоятельствами:

1.  Непосредственный  контакт  металлов.  При  газотермическом  способе  нанесения  покрытийпротекторный металл наносится конкретно на защищаемый металл, так что электронный контакт не опосредован  лакокрасочным  материалом  с  весьма  относительной  проводимостью.  Таким  образом достигаются реальное гальваническое взаимодействие металлической базы и наносимого металла — цинка либо алюминия, т.е реальный, а не «для рекламы» протекторный эффект. Как следствие, подпленочные процессы просто  невозможны  для  такого  типа  покрытий,  ввиду  сущности  электрохимических  процессов, происходящих в месте контакта материалов и на их поверхности.

2.  Неубывающая адгезия. При газотермическим методе нанесения покрытий слой металла шириной обычно 250-300  мкм  наносится  непосредственно  на  поверхность  стального  объекта,  за ранее очищенную  от  загрязнений  и  оксидных  пленок  путем  абразивно-струйной  обработки.  Для  АСО используются  специальные  малопылящие  материалы —  электрокорунд,  никельшлак,  обеспечивающие полную чистоту поверхности, нужную шероховатость и активность поверхности. Нанесение покрытия производится  не  позднее  чем  через  несколько,  обычно  не  более 2-х,  часов.  Таким  образом  напыляемый материал-  цинк,  алюминий  или  сплавы  на  их  основе  наносятся  поверхность,  в  состоянии  готовности  в взаимодействию  с  напыляемым  материалом.  В  результате  адгезия  цинка  или  алюминия  сопоставима  с прочностью  самого  металла,  а,  ввиду  наличия  тепловой  диффузии  металлов,  она  со  временем  только растет,  что  подтверждается  многочисленными  практическими  наблюдениями.  Ничего  подобного  для лакокрасочных материалов не происходит.

3.  Качество  поверхности.  Несмотря  на  прогресс  технологии,  газотермические  покрытия  все  таки владеют некой остаточной пористостью — от 0,5 до 15 для разных типов напыления. Не считая того, сама  напыленная  поверхность  обладает  определенной  шероховатостью —  от 20  до 40 Rz.  Наличие пористости  и  шероховатостью  не  следует  считать  ухудшающим  фактором.  Напротив  декоративные лакокрасоочные  материалы  очень  хорошо  наносятся  на  газотермические  покрытия,  проникая  в  поры покрытия. Таким макаром адгезия декоративного лакокрасочного материала к газотермическому покрытию превосходит адгезию к железной поверхности, даже обработанной способом АСО. Защитные характеристики железного покрытия при всем этом становятся еще выше.

4. Механическая  прочность  покрытия.  Металлические  газотермические  покрытия,  как  указывает практика,  по  стойкости  к  абразивному  и  некоторым  другим  типам  воздействия  в 1,5-3  раза  превосходят стойкость такого же материала в виде проката либо отливки.    В реальный момент в Рф отношение к железным покрытиям изменяется в наилучшую сторону, правда  темпы  этих  изменений  все  еще  неудовлетворительны.  В  качестве   наиболее  эффектного  примера использования таких покрытий можно привести напыление внутренних конструкций скульптурной группы «Рабочий  и  колхозница»,  выполненные  ООО «ТСЗП»  в 2009  г.  В  ходе  реставрации  объекта  силовые конструкции были стопроцентно сделаны поновой, после этого на их было нанесено двухслойное покрытие из  цинка  и  алюминия.  После  сборки  конструкции  были  обработаны  все  болтовые  соединения  и  места сборочных  повреждений  покрытия,  после  чего  металлическое  покрытие  было  пропитано  особым полимерным композитом. Эти мероприятия были обоснованы необходимостью обеспечить долгий до 100  лет  и  более  срок  службы  силовых  элементов  статуи.  Конструкции,  которые  были  вначале возведены  при  изготовлении  скульптурной  группы  пришли  в  негодность  в  результате  гальванических процессов  между  конструкционной  сталью  внутренних  элементов  и  нержавеющей  сталью  поверхности объекта.

Однако  реальные  горизонты  применения  металлизационных  покрытий  гораздо  обширнее.  Это  все сооружения  прибрежной  и  шельфовой  зоны  морей.  Корпуса  морских  и  речных  судов.  Все  мостовые конструкции.  Силовые  элементы  общественных  сооружений —  торговых  центров,  бассейнов  и  стадионов. Высокотемпературные внедрения — дымовые трубы, баки-аккумуляторы жаркой воды и пр. Применение металлизационных покрытий регулируется рядом эталонов и отраслевых документов, а именно:

•  ГОСТ 28302-89 Покрытия газотермические защитные из цинка и алюминия железных конструкций.

•  СНИП 2.03.11-85 Защита строй конструкций от коррозии.

•  ВСН 41.88 Проектирование ледостойких стационарных платформ.

•  ОДМ 218.4.002-2009  Рекомендации  по  защите  от  коррозии  конструкций,  эксплуатируемых  на авто дорогах Русской Федерации мостовых сооружений, огораживаний и дорожных символов.

•  РД 153-39.4-078-01  Правила  технической  эксплуатации  резервуаров  магистральных  нефтепроводов  и нефтебаз.

•  РД 153-34.1-40.504-00 Методические указания по защите баков аккумов от коррозии и воды в их от аэрации.

•  РД 153-34.0-20.518-2003  Типовая  инструкция  по  защите  трубопроводов  тепловых  сетей  от  внешней  коррозии.

Можно  смело  утверждать,  что  применение  газотермических  протекторных  покрытий  будет экономически  эффективным  и  обоснованным,  даже  если  площади  нанесения  покрытия  относительно нынешнего уровня на промышленных объектах Рф возрастут в несколько 10-ов раз.

СБОРНИК ДОКЛАДОВ И КАТАЛОГ  2-ой МЕЖОТРАСЛЕВОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «АНТИКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА-2011»