46

-изменение условий коррозии(рациональное конструирование, электро-

химическая защита).

6.1.ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ

6.1.1Защитные покрытия по металлу

Защитные покрытия являются самым распространенным и относительно де-

шевым способом защиты, в этой связи они широко используются для снижения потерь от всех наиболее распространенных видов коррозии: атмосферной, под-

водной, подземной, в различных электролитах и органических жидкостях. Клас-

сификация защитных покрытий, использующихся в строительной практике защи-

ты металла, показана в таблице 6.1.

Таблица 6. 1

-Классификация защитных покрытий по металлу

Защитные покрытия по металлу

6.1.1.1. Лакокрасочные покрытия по металлу

Лакокрасочные покрытия (ЛКП) самый распространенный, простой, доступ-

ный, дешевый и достаточно эффективный способ защиты от коррозии. Следует отметить, что лакокрасочное покрытие, наряду с защитой металла часто обеспе-

чивает также декоративную его обработку. К недостаткам лакокрасочных покры-

тий можно отнести их невысокую механическую прочность и старение с ростом срока эксплуатации, приводящее к растрескиванию и отслаиванию покрытия, а,

следовательно, к ухудшению его защитных свойств во времени. В этой связи ла-

47

кокрасочные покрытия – это обычно возобновляемый способ защиты и они -ис пользуются в конструкциях, не подвергающихся заметным механическим воздей-

ствиям. В строительной практике лакокрасочные покрытия широко используются как для защиты металлических конструкций, так и конструкций из бетона и желе-

зобетона.

При нанесении лакокрасочных покрытий используются специальные лако-

красочные материалы (ЛКМ), которые можно разделить на6 групп: лак, краска,

порошковая краска, эмаль, грунтовка, шпатлевка.

Лак – раствор пленкообразующих в органических растворителях или воде,

образующий после высыхания твердую прозрачную или черную однородную

пленку.

Краска – суспензия пигментов и наполнителей в олифе, масле, эмульсии,

латексе, образующая при высыхании непрозрачную однородную пленку.

Порошковая краска – сухая композиция пленкообразующего вещества с пигментами и наполнителями, образующая после сплавления, отверждения и ох-

лаждения непрозрачную однородную пленку.

Эмаль – суспензия пигментов и наполнителей в лаке, образующая после высыхания непрозрачную твердую пленку с различным блеском и фактурой -по верхности.

Грунтовка – суспензия пигментов и наполнителей в пленкообразующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную твердую пленку с хоро-

шей адгезией к подложке и покровным слоям.

Шпатлевка – густая, вязкая масса, состоящая из смеси пигментов с на-

полнителями в связующем веществе, предназначенная для заполнения неровно-

стей и сглаживания окрашиваемой поверхности.

В соответствии с определениями лакокрасочный материал это всегда компо-

зиция, которая может содержать следующие основные компоненты: пленкообра-

зователи, растворители, пигменты, наполнители и другие добавки.

Основным компонентом лакокрасочного материала являетсяпленкообра-

зователь или связующее, именно пленкообразователь обеспечивает основные ме-

48

ханические, защитные и адгезионные свойства наносимого слоя. В качестве плен-

кообразавателя часто используют различные органические смолы, в масляных красках пленкообразователем является масло, в частности, олифа. Обозначения различных пленкообразователей представлены в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Обозначения пленкообразователей лакокрасочных материалов

материала и определяют время его высыхания. Широко используемыми обычны-

ми растворителями являются ацетон, уайт-спирит, скипидар, в масляных красках пленкообразователь (олифа) частично выполняет и роль растворителя. Кроме них отечественная промышленность выпускает многокомпонентные растворители,

которые обозначаются цифровой или буквенно-цифровой маркировкой, напри-

мер, растворитель 646 или Р-9.

В качестве пигментов в лакокрасочных материалах используются высоко-

дисперсные окрашенные порошки. Основное назначение пигментов придать

краске необходимый цвет ,аследовательно, декоративность. Помимо придания ЛКМ декоративных свойств пигменты также способствуют повышению егоза щитных свойств. Механизм повышения защитных свойств, в зависимости от вида пигмента, может быть различен: пассивирование поверхности металла за счет об-

разования на его поверхности оксидных, хроматных или солевых труднораство-

римых соединений, катодная защита его, затруднение диффузии окислителей че-

рез покрытие, снижение старения. Примерами пигментов, использующихся в оте-

чественных ЛКМ, могут служить: хроматы различных металлов (CaCrO4, SrCrO4, PbCrO4 . PbO и т.д.); фосфаты (CrPO4 . nH2O, Zn{PO4)2 . nH2O); оксиды (2PbO .

PbO2, ZnO, FeO, Fe3O4, Cr2O3 и т.д.); высокодисперсные порошки металлов (алю-

миниевая и бронзовая пудра, цинковая пыль).

49

Наполнители вводят в состав лакокрасочного материала с целью его уде-

шевления, а также для придания ему специальных свойств: повышение адгезии,

укрывистости, плотности и твердости, стойкости к старению. В качестве напол-

нителей используют природные материалы: тальк, кальцит, доломит, каолин, ба-

рит, алюмосиликат кальция.

Защита металла от коррозии лакокрасочными покрытиями определяется следующими факторами:

механической изоляцией металла от агрессивной среды;

адгезией, препятствующей образованию новой фазы (продуктов корро-

зии) на границе раздела металл-покрытие;

торможением электрохимических реакций коррозионного процесса за счет дополнительной пассивации металла или его электрохимической -за щиты.

В зависимости от того, какой из этих факторов является определяющим,

различают несколько механизмов защитного действия ЛКП: барьерный, адгези-

онный, смешанный.

Для ЛКП с барьерным механизмом защиты скорость коррозии определя-

ется скоростью массопереноса окислителей агрессивной среды через покрытие.

Такой механизм характерен для ЛКП на основе хлорсодержащих, полиамидных и полиакрилатных пленкообразователей, которые достаточно легко отслаиваются от подложки в результате адсорбции компонентов среды на границе раздела. На-

дежность защиты в этом случае зависит от толщины и дефектности покрытия.

Для ЛКП с адгезионным механизмом защиты характерно сохранение адге-

зии в течение длительного времени эксплуатации изделия в коррозионной среде,

при этом затруднена адсорбция компонентов коррозионной среды на границе раз-

дела металл – покрытие и образование новой фазы(продуктов коррозии). Такой механизм характерен для ЛКП на основе полиуретанов, эпоксидов, фенолфор-

мальдегидов при эксплуатации в атмосферных условиях.

При смешанном механизме защиты влияют оба фактора: затрудняется мас-

соперенос окислителей через покрытие, и образование новой фазы на границе

50

раздела металл – покрытие. Смешанный механизм защиты характерен для боль-

шинства ЛКП.

Учитывая, что смешанный механизм защиты наиболее распространен, при получении качественного лакокрасочного покрытия необходимо выполнить два основных условия:

1)лакокрасочное покрытие должно быть хорошо связано с основой;

2)лакокрасочное покрытие должно быть сплошным, без пор, трещин и

других дефектов.

Первое условие выполняется, прежде всего, за счет качественной подготовки металла под покрытие, предполагающей удаление грязи, пыли, жировых и оксид-

ных загрязнений. Наилучшее сцепление с лакокрасочным покрытием получается на чистой поверхности металла или на поверхности, подвергшейся специальной обработке: оксидированию или фосфатированию.

Удаление жировых загрязнений, пыли и грязи проводиться с помощью мою-

щих щелочных составов. Удаление оксидов и гидроксидов ( ржавчины и окалины)

производится механически (шлифованием или крацеванием) или химически с по-

мощью травящих кислотных составов или с помощью модификаторов ржавчины

(МФ), преобразователей ржавчины (ПР) и грунтовокпреобразователей ржавчи-

ны. Наиболее качественное лакокрасочное покрытие получается после механиче-

ской обработки поверхности.

Хорошее сцепление обеспечивается также тем, что первым слоем лакокра-

сочного покрытия является слой грунтовки(специального лакокрасочного мате-

риала с хорошим сцеплением с основой и с последующими слоями).

Второе условие может быть выполнено только за счет многослойности лако-

красочного покрытия. При высыхании любого слоя ЛКП после испарения раство-

рителя в нем закономерно появляются поры. Нанесение следующего слоя обеспе-

чивает закрытие пор предыдущего, и вероятность образования сквозной пористо-

сти резко уменьшается. В этой связи конструкция качественного лакокрасочного покрытия должна быть следующей (табл.6.3.).

51

Таблица 6.3.

Конструкция лакокрасочного покрытия.

· количество слоев эмали или краски может быть и большим.

Выбор лакокрасочного материала осуществляется исходя из условий экс-

плуатации покрытия. В зависимости от условий эксплуатации все лакокрасочные материалы делятся по группам, группа покрытия обозначается буквенным индек-

сом ( СниП 2.03.11-85) или цифрой в соответствии с ГОСТ9.032-74, которая все-

гда указывается в маркировке (обозначении) лакокрасочного материала (табл.6.4).

Таблица 6.4

Обозначение групп лакокрасочных материалов

52

В обозначении лакокрасочного материала, проставляемого на таре, в кото-

рой он распространяется, указывается несколько групп знаков.

Например: Эмаль ПФ-116 белая, где эмаль – вид лакокрасочного материа-

ла, ПФ – вид пленкообразователя, 1 – атмосферостойкая вне помещений(т.е.

эмаль для наружных работ), 16 номер эмали, белая – цвет эмали.

Масляные краски обозначаются несколько по-другому, например: Цинко-

вые белила МА-22, где цинковые белила – пигмент и цвет ЛКМ, МА –вид плен-

кообразователя (масляный ЛКМ), первая цифра 2 – атмосферостойкий внутри по-

мещений (ЛКМ для внутренних работ). вторая цифра 2 – обозначает вид олифы,

на основе которой изготовлен данный ЛКМ, при этом: 1- натуральная олифа, 2 –

олифа оксоль, 3 – глифталевая, 4 – пентафталевая, 5 – комбинированная олифа.

Обширная сводка лакокрасочных материалов для защиты металлов, бетона и дерева представлена в СНиП 2-03.11-85.

Примерами ЛКМ, рекламируемые другими источниками и интересными в плане эффективности защиты являются композиции «Вектор» на основе полиуре-

тана. Они рекомендованы для защиты трубопроводов тепловых систем и бетон-

ных конструкций. (СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети», а также «Типовая инст-

рукция по защите трубопроводов тепловых сетей от наружной коррозии» РД 153- 34.0-20.518-2003).

Интересно отметить, что композиции «Вектор» можно наносить на по-

верхность без специальной подготовки. Покраска может осуществляться в широ-

ком интервале температур (от -10 до +80) при любой влажности воздуха Покры-

тие наносится в 2-3 слоя (в том числе и на ржавую поверхность) как ручным, так и механическим способом. Долговечность композиций «Вектор» составляет 18-25

лет, покрытия прочные выдерживают эксплуатационную температуру от-35 до

175о С. Примерами покрытия «Вектор» могут служить: «Вектор-1025» - грунт,

прежде всего для защиты тепловых сетей. Покрытие может быть использовано также в качестве грунта под большинство ЛКМ для защиты от атмосферной кор-

розии любых металлоконструкций. «Вектор-1214» – химически стойкая компози-

ция.«Вектор-1236» – универсальный ЛКМ для защиты любых металлоконструк-