В наше время коррозию называют болезнью технологического века, ведь потери, к которым она приводит, огромны по своим масштабам. Коррозия — это разрушение любого металла, которое происходит с течением времени, но самые большие потери происходят из-за ржавления металлов. Поверхность металла под воздействием кислорода разрушается с образованием ионов, которые имеют свободные связи для присоединения других молекул. Наиболее простым примером коррозии можно назвать ржавление железа, то есть образование окислов этого металла.
Каждый год прямые потери от ржавчины из-за некачественной защиты аппаратуры, оборудования и конструкций составляют примерно 10% от всего объема металла, производимого в мире. Однако гораздо хуже дело обстоит с косвенными убытками, которые связанны с вынужденными простоями производственного оборудования, а также потерей качества продукции из-за загрязнения ее продуктами коррозийных процессов. Как правило, промышленно развитые страны, ежегодно теряют в результате урона от коррозии примерно 4-5% национального дохода.
Коррозия металла — это естественный процесс, которые протекает в соответствии с законами природы, поэтому устранить его полностью невозможно. Однако данный процесс можно замедлить. Для этого используются разнообразные антикоррозийные покрытия, в состав которых входят материалы из эмалей и лаков, менее подверженных коррозийным процессам, чем материал, который подвергается обработке. Антикоррозийные покрытия можно подразделить на две группы: неметаллические (лакокрасочные и полимерные покрытия на органической основе) и металлические (металлические и окисные покрытия на неорганической основе). Технология нанесения этих видов покрытия различна.
Неметаллические антикоррозийные покрытия
Неметаллические антикоррозийные покрытия выполняют две функции, они являются декоративным элементом, а также защищают поверхности от коррозии. К таким покрытиям можно отнести все разновидности лакокрасочных материалов, они являются самыми широко употребляемыми антикоррозийными покрытиями. Лакокрасочные материалы представляют собой пленку, нанесенную на поверхность. Главными их преимуществами можно назвать возможность защиты любых конструкций, автоматизацию процесса нанесения, а также малый расход на единицу площади и низкую стоимость по сравнению с остальными видами антикоррозийных покрытий. При создании рецептуры лакокрасочных материалов для конкретного объекта необходимо помнить, какие требования к механическим и физическим свойствам поверхности, а также где и в каких условиях оно будет эксплуатироваться.
По назначению данный вид покрытия можно разделить на шпатлевки, грунтовки и эмали.
Шпатлевки для устранения неровностей имеют вид густой пасты, они способны исправить такие дефекты, как вмятины и царапины. Обычно шпатлевки содержат меньше пленкообразующей основы, чем эмали и грунтовки. Как правило, наполнителями для них могут послужить мел, тальк, железооксидные пигменты, асбест и порошки металлов.
Грунтовки обычно применяются в качестве основы под лакокрасочные материалы, они обеспечивают адгезию с подложкой и другими слоями покрытия. Грунтовки бывают изолирующие, пассивирующие, протекторные, фосфатирующие и модификаторы ржавчины.
Эмали (краски) представляют собой материалы, в состав которых входят связующие, пигменты, добавки, растворители или вода (за исключением порошковых покрытий и покрытий без растворителя).
По консистенции лакокрасочные материалы можно разделить на жидкотекучие, тиксотропные (могут изменять свою вязкость в зависимости от механического воздействия), безрастворительные (используются для окраски трубопроводов и резервуаров под питьевую воду) и порошковые.
Металлические антикоррозийные покрытия
Металлические антикоррозийные покрытия обеспечат Вам долговечную и высокоэффективную защиту конструкций. По объему применения эти покрытия несколько уступают лакокрасочным материалам. Наиболее распространенными являются цинковые, медные, хромовые, покрытия сплавами (олово-свинец, олово-висмут), никелевые, кадмиевые покрытия и прочие.
Данный вид антикоррозийного покрытия обладает электропроводностью, износостойкостью и твердостью. Нанесение металлических материалов, как правило, происходит разными способами.
Горячий способ нанесения заключается в окунании изделия или конструкции в ванну с расплавленным металлом. Однако данный метод имеет ряд ограничений к его использованию на изделиях, имеющих скрытые полости, «карманы» и элементы резьбы. Чтобы обеспечить свободный вход и выход расплава цинка, а также подготовительных растворов для обезжиривания, травления, флюсования и промывки, необходимо предусматривать на металлоизделиях технологические отверстия, что ведет к усложнению технологии изготовления изделий и их удорожанию. При гальваническом (электролитическом) методе происходит осаждение металла из водных растворов и солей на поверхность изделия. При данном методе цинкования можно получить равномерное, блестящее и декоративное покрытие. Для защиты от коррозии крупногабаритных металлоконструкций, которые невозможно поместить в ванну с расплавом цинка или гальваническую ванну, используют метод газотермического напыления цинка. В этом случае покрытие формируется путем газопламенного распыления порошка цинка или цинковой проволоки, а также путем электродуговой металлизации. В силу своей природы газотермические покрытия являются пористыми. Для снижения скорости их электрохимического растворения следует пропитать их порозаполнителями в виде лакокрасочных покрытий. Эти комбинированные покрытия обладают долговременной защитной способностью, достигающей 30 и более лет. Однако они очень чувствительны к механическим воздействиям и требуют восстановления свойств лакокрасочных покрытий через каждые 5-7 лет. Газотермическое покрытие может производиться как на месте монтажа, так и в производственных условиях.
В последнее время широкое распространение получил метод холодного цинкования, который осуществляется путем окраски металлоизделий цинконаполненными красками. Метод подкупает своей простотой, также нужно отметить его высокие технологические показатели. Однако долговечность такой защиты в реальной практике исчисляется 5-6 годами эксплуатации. Также нанесение может происходить термомеханическим методом, который заключается в нанесении на поверхность еще одного металла, наиболее устойчивого к коррозии. Следует отметить, что детали цинкуются в герметически закрытых ретортах, поэтому данный процесс экологически безопасен и не требует создания очистных сооружений. Также такое покрытие будет иметь высокую твердость, и обладать высоким сопротивлением к абразивному износу, что позволяет использовать периодически разбиваемые трубные соединения в нефтегазовой отрасли до 10-15 лет без замены. Среди недостатков можно отметить отсутствие декоративных свойств, однако его можно легко устранить нанесением декоративно-защитных слоев лакокрасочных покрытий.
По характеру выбранной защиты различают катодные и анодные антикоррозийные покрытия. Катодные покрытия увеличивают физико-механические свойства металла и оберегают его только механически, они обладают большим положительным электродным потенциалом. Основательная толщина и плотность катодного покрытия обеспечивает дополнительную защиту, а также способствует улучшению физико-механических характеристик металла. Главным недостатком катодного восстановления является неравномерность покрытия на поверхностях изделий со сложной конфигурацией.
Анодные же покрытия нивелируют процесс коррозии металла в порах покрытия, выполняя таким образом электрохимическую защиту. Преимуществом такого покрытия считается присутствие защиты даже при появлении царапин на поверхности.
В последнее время, благодаря росту инновационных технологий в сфере антикоррозийных покрытий, появились средства на основе полиуретана, фторопласта и других полимеров. Главной особенностью таких полимерных покрытий считается высокая степень экологической безопасности, а это немаловажное достоинство.
Designed by