Виды антикоррозионных защитных покрытий. Антикоррозионная защита – как предохранить металл от ржавления? Оборудование для антикоррозийного покрытия труб

Предохранение материалов от поражения ржавчиной является обязательной мерой перед введением конструкций и отдельных деталей в эксплуатацию. Развитие коррозии зачастую не только повреждает металлические поверхности, но и негативно влияет на свойства прилегающих материалов - пластиковых или деревянных. Нередко еще на стадии заводского изготовления подбирается метод, по которому будет выполнена такого рода защита. Антикоррозионная оболочка также может быть сформирована и в бытовых условиях с применением специальных средств.

Общие сведения об антикоррозийной обработке

Большинство средств антикоррозийной защиты наносятся на поверхность материала, что и создает покрытие, стойкое к развитию негативных процессов. Обычно такой обработке подвергаются изделия и конструкции, которые тесно контактируют с влагой, почвой и химическими веществами. Чаще всего является многофункциональной. То есть помимо предотвращения той же ржавчины покрытие может повышать и теплоизоляционные качества объекта, обеспечивать эффект шумоподавления.

Каждое средство имеет свой ресурс действия и также разрушается в процессе эксплуатации. Этот нюанс предусматривает технолог в выборе метода обработки. Кроме того, антикоррозионная защита сама по себе может быть активным химическим веществом. Для разных металлов и сплавов подбираются наиболее благоприятные с точки зрения взаимного воздействия защитные покрытия.

Особенности защитных средств от ржавчины

Работа с металлом в части нанесения защитных покрытий требует тщательной подготовки. Как правило, основные работы касаются именно этого этапа. Также в отличие от методов обработки других материалов создание барьера перед ржавчиной для металлов нередко предусматривает дополнительное применение компаунда. Таким образом, уже в комплексе формируется защита антикоррозионная с эффектом электроизоляции.

Специфика использования разных видов антикоррозийной защиты также обуславливается сферой применения целевого объекта. Если конструкцию планируется использовать под землей, как в случае с водопроводом или газовыми коммуникациями, то разрабатываются рецепты многослойных покрытий, обеспечивающие и усиленную механическую защиту. Другие требования предъявляются к материалам, которые контактируют с воздушной средой и водой. В данном случае повышенное внимание уделяется защитной изоляции от влаги, пара и мороза. Для этого в составы добавляют соответствующие присадки и пластификаторы.

Разновидности методов

Традиционным способом защиты металла от коррозии считается нанесение предотвращающих процессы ржавления. Это могут быть составы из распространенных декоративных составов, которые также выполняют эстетическую функцию. Более технологичные способы защиты - это термическая обработка и легирование. При таких методах меняется сама структура материала в верхнем слое.

Например, легирование позволяет переводить металлические сплавы из активного в пассивное состояние. Таким образом, материалы антикоррозионной защиты естественно формируют пленку, представляющую собой барьер перед ржавлением на фоне электрохимического воздействия. Этот способ хорош тем, что эффективно работает не только с железом и легко подвергаемыми коррозии металлами, но и с нержавеющими материалами, которые в агрессивных средах могут деформироваться.

Отзывы о лакокрасочной защите металлов

Это наиболее популярный способ защиты металла от ржавчины. Его ценят за ценовую доступность, относительно высокую эффективность и гибкость в применении. Тем не менее в долгосрочной перспективе лакокрасочная антикоррозионная защита проявляет себя не лучшим образом. Как отмечают пользователи обработанных таким способом конструкций, рассчитывать на полноценную функцию изоляции приходится не более чем на срок в 7-8 лет. Далее приходится обновлять покрытие, зачастую реставрируя и поверхность целевого материала.

Есть и другие недостатки, которые отмечают пользователи антикоррозийных лакокрасочных составов. Например, ограничение в плане использования. Подобный вариант не годится для усиления труб, которые будут проложены под водой или в земле. Если защита антикоррозионная должна служить более 10 лет без обновления, то есть смысл воспользоваться другими методами.

Перед нанесением на металлическую деталь антикоррозионного покрытия необходимо удалить ржавчину со всей повеПеред нанесением на металлическую деталь антикоррозионного покрытия необходимо удалить ржавчину со всей поверхности металла и обезжирить ее. Ржавчину удаляют разнообразными методами: это может быть и ручное удаление, удаление при помощи наждачной бумаги, ручного напильника, металлической губки или мочалки или специального шлифовального круга. После обработки металл покрывают противокоррозионными средствами. Металл обезжиривают с помощью карбоната натрия (содой), едким натром (NaOH), а также любым мылом.

После завершении удаления ржавчины с поверхности и после полного обезжиривания на металлическую поверхность наносят кисточкой, валиком или распылителем грунтовку. Это нужно для того, чтобы избежать появления нового слоя ржавчины. Предпочтительнее всего грунтовка, которая быстро сохнет. В основании грунтовки лежат различные синтетические смолы. Также в продаже имеются грунтовки на основе растительных масел, но сохнут они долго. Свинцовые и цинковые соединения, которые входят в состав покрытий, мешают образованию ржавчины и кроме того являются пигментами. Например, цинковые антикоррозионные смеси придают покрытию желто-зеленые и сероватые цвета. К сожалению, эти вышеупомянутые химические соединения очень токсичны, особенно токсичны соединения со свинцом.

Для разных металлов применяют различные материалы для очищения от ржавчины, также различные материалы для грунтовки и краска для верхних покровных краской слоев.

Для конструкционной стали используют минимум покрытие в два слоя. Оно состоит из основы, которая предохраняет от коррозии, и водоотталкивающих слоев. Тиксотропные покрытия придают качественную защиту кромкам листов и пазам, поскольку материалы покрытия имеют текучесть, тем самым перетекая в нужные места, не формируется сравнительно толстый слой покрытия.

Оцинкованные листы, длят ого что бы улучшить адгезию, за счет снятия слоя цинка, до нанесения покрытия отчищают аммиаком с помощью метода мокрого шлифования. Адгезионное покрытие на базе искусственных смол дает устойчивое химическое соединение с цинком. Кроме этого, для грунтования, можно использовать и реактивный грунт. После этого изделие дополнительно покрывают лаками, которые обычно изготавливают на основе искусственных смол, например, эпоксидных и акриловых смол.

Нитрорастворители или бензин очищают алюминий. Грунтовки изготовляют на основе быстро затвердевающей краски, которая дает качественное соединение слоев. Сверху грунтовки наносят не менее пары слоев краски на базе алкидных искусственных либо эпоксидных смол.

Медь также обрабатывают нитрорастворителями, а после отчищают тоненькой шкуркой и покрывают грунтовкой на базе твердеющей краски. Для дополнительного покрытия применяют прозрачные лаки.

Читайте так же другие полезные статьи

Суть метода нанесения нитридом титана заключается в термодиффузионном методе в специальных камерах с глубоким вакуумом. Титан и азот вступают в реакцию находясь совсем рядом с изделиями.

• Кованые ворота и калитки



Раздумывая над внутренним обустройством своего загородного жилища, будущие домовладельцы приходят к выводу о том,что красивый, индивидуальный вид жилью придаст установка лестницы. С таким элементом строения дом станет намного интереснее и будет иметь свою изюминку.



Когда Заказчик планирует купить ограждения из нержавеющей стали или лестницу нержавеющую в купель, то он безусловно хочет получить законченную металлоконструкцию, сделанную на заказ.



Согласно букве закона, каждая лестничная конструкция, имеющая больше, чем три ступени должна быть снабжена пристеночным или свободным поручнем. В зависимости от того, как лестница расположена, количество ограждений варьируется от одного до двух.

• Лестницы из металла, их преимущество.



Все необходимое для разработки (изготовления эскиза чертежа с опытным конструктором), осуществления замеров непосредственно на месте монтажа изделия, его дальнейшего производства...

В случае атмосферной коррозии наилучшим способом защиты изделий является нанесение защитных антикоррозийных покрытий. Антикоррозийные покрытия изолируют металл от коррозионной атмосферы, предотвращая его разрушение. Защитные антикоррозийные покрытия отличаются друг от друга способами нанесения и составом и бывают:

1. Органические

2. Металлические

3. Керамические

Основные требования к антикоррозийным покрытиям:

Хорошая адгезия к защищаемой поверхности;

Сравнимые физические свойства антикоррозийного покрытия с защищаемым металлом, прежде всего коэффициент теплового расширения;

Абразивная стойкость и износоустойчивость;

Стойкость к воздействию окружающей среды, УФ и солнечных лучей;

Нетоксичность;

Экономичность (высокая кроющая способность, низкая себестоимость);

Легкость эксплуатации (антикоррозийные покрытия легко наносятся и чистятся).

При атмосферной коррозии железа анодная и катодная реакции протекают следующим образом:

Fe → Fe 2+ + 2е -

2е - + 1/2О 2 + Н 2 О → 2ОН - .

Анодную реакцию замедляет присутствие подавляющего высвобождение электронов железа активного красителя типа цинка. Также она тормозится при образовании пассивационной пленки в присутствии активных веществ – хроматов, фосфатов и силикатов. Катодная реакция замедляется при перекрытии доступа кислорода к защищаемой поверхности. Присутствие влаги снижает электрическое сопротивление антикоррозийных покрытий, поэтому необходимо стремиться к их гидрофобности.

Органические антикоррозийные покрытия.

Нанесение данного типа антикоррозийных покрытий не представляет никакой трудности. Краска необходимой консистенции наносится на защищаемую поверхность кистью или распыляется на нее. После высыхания образуется плотно прилегающая к поверхности металла пленка. Для повышения адгезии покрытия к металлу краску можно предварительно разогреть до температуры 150-250 О С и дать ей высохнуть 10-30 минут.

Основным недостатком органических антикоррозийных покрытий, в отличие от металлических, является возможность диффузии сквозь них влаги, кислорода и галогенид-ионов, т.е. веществ вызывающих коррозию. Степень проникновения обуславливается молекулярной массой материала антикоррозийного покрытия и его химической структурой. Нанесение покрытия одного типа чаще всего не обеспечивает надежной защиты от коррозии. Поэтому антикоррозийные покрытия обычно представляют собой систему из двух или трех покрытий, при этом каждый слой выполняет свою определенную функцию. Сочетание покрытий позволяет обеспечить высокий уровень защиты от коррозии. Система антикоррозийных покрытий состоит из грунтовочного слоя, нижнего и верхнего слоя.

Грунтовка обеспечивает хорошую адгезию к защищаемой поверхности и служит подложкой для нанесения последующих слоев. Грунтовка обычно содержит в составе конденсаторную пыль (мелкодисперсный порошок цинка с добавкой оксида цинка). Образуя гальваническую пару с основным металлом (железом), она предотвращает его коррозию. Трудность заключается в необходимости наличия проводящей среды и обычно для этого служит присутствующая на поверхности влага, которая со временем ускоряет коррозию. Также может применяться краситель на основе силиката цинка.

Другой тип грунтовки действует на анодные центры, электрически изолируя их. Это осуществляется за счет оксидного слоя, присутствующего на аноде. Либо с этой целью можно применить фосфатирование защищаемой поверхности.

Нижний слой антикоррозийного покрытия создает связь между наружным слоем и грунтовкой. Верхний слой должен слабо проницаем для коррозионных веществ, устойчив к воздействию УФ-, солнечных лучей, атмосферных явлений.

Рис. 1. Схема защитного антикоррозийного покрытия.

Принято выделять три главные составляющие лакокрасочных антикоррозийных покрытий:

Краситель: обычно присутствует в мелкодисперсной форме, покрывая всю защищаемую поверхность.

Разбавитель: добавляют для придания необходимой вязкости и технологичности.

Связующее: обычно это полимерное органическое вещество, которое связывает частицы красителя друг с другом и обеспечивает хорошую адгезию покрытия к металлу.

Краситель.

Обычно применяют неорганические красители, поскольку органические обесцвечиваются под воздействием УФ-, солнечных лучей, атмосферных явлений.

Краситель должен хорошо смачиваться связующим, при воздействии окружающей среды не изменять своих свойств, не поглощать влагу, желательно, чтобы частицы красителя не проводили электрический ток. Форма частиц красителя предпочтительна чешуйчатая для удлинения пути коррозионных веществ, препятствуя их диффузии (рис. 2).

Рис. 2. Чешуйчатая форма частиц красителя удлиняет путь коррозионных веществ, препятствуя их диффузии.

Объемная доля красителя в покрытии составляет 25-35%. Ее повышение ухудшает защитные свойства покрытия. Гранулометрический состав красителя тщательно подбирается для однородности краски.

Разбавитель.

Разбавители добавляют в краску для улучшения ее технологичности. После нанесения покрытия разбавитель испаряется. Следует учитывать, что слишком высокая скорость испарения приведет к наличию дефектов покрытия. После испарения разбавителя не должно оставаться никаких нелетучих соединений, которые могут ухудшить антикоррозионные свойства покрытия.

Распространенные разбавители: метилэтилкетон, высшие спирты (бутанол), ксилол. Применяют также смеси, например, ксилол-бутанол для эпоксидных смол.

Связующее.

Именно связующие вещества определяют качество антикоррозийного покрытия. Чаще всего используют органические связующие, которые после отверждения приобретают свойства необходимые для защиты поверхности.

Связующие бывают природные и синтетические. Природные – льняное, оливковое, касторовое масла, шеллак, канифоль. Синтетические связующие позволяют получать более широкий спектр свойств.

Свойства основных полимерных связующих важные с точки зрения защиты от коррозии представлены в табл. 1.

Таблица 1. Свойства основных полимерных связующих, используемых в антикоррозийных покрытиях .

Обозначения в таблице:R - стоек, А - сильно подвержен действию, F - средне, Р – слабо, SA - незначительно.

Добавки.

Добавки вводятся для повышения адгезии, технологичности, улучшения физических свойств антикоррозийных покрытий.

С течением времени свойства антикоррозийных покрытий ухудшаются. Через поры, существующие даже в самом качественном органическом покрытии, просачивается влага. Существует еще ряд причин, таких какнекачественное нанесение, старение связующего и др.

Новым направлением в создании органических антикоррозийных покрытий является применение полианилина, самого известного представителя проводящих полимеров. В основе антикоррозийных свойств полианилина лежит предотвращение или замедление им процесса окисления металла кислородом воздуха. Ряд авторов объясняет это следующим образом. Определенные фрагменты молекулы полианилина обладают более высоким окислительно-восстановительным потенциалом по сравнению с окислительно-восстановительным потенциалом кислорода. Поэтому полианилин окисляет ион кислорода О 2- до молекулярного кислорода, что ингибирует окисление металла.

Металлические антикоррозийные покрытия.

Самый распространенный метод защиты от коррозии – это нанесение металлических антикоррозийных покрытий. Данный тип покрытий имеет хорошую адгезию и может наноситься множеством способов: окунанием, гальванизацией , напылением (плазменным , сверхзвуковым и др.), электроискровым методом и др.

Надежность металлического антикоррозийного покрытия обусловлена его положением в электрохимическом ряду напряжений относительно защищаемого металла. Если покрытие катодно по отношению к основному металлу, например как хром, мель, свинец или никель но отношению к железу, то образование оголённой поверхности в результате повреждения или некачественного нанесения приводит к интенсивной локальной коррозии из-за невыгодного соотношения площадей электродов. Если же покрытие анодно, как в случае цинка или алюминия по отношению к железу, то образование оголённой поверхности основного металла не вызывает таких катастрофических последствий, как в предыдущем случае. Поверхность оказывается защищенной катодно.

При разработке антикоррозийных покрытий необходимо учитывать совместимость металлов .

Керамические антикоррозийные покрытия.

Применение этого типа покрытий актуально только для высокотемпературных изделий, поскольку очень сложно обеспечить высокий уровень адгезии керамики к металлу.

Литература:

Р. Ангал. Коррозия и защита от коррозии. Изд-во «Интеллект», 2013. – 344 с.

Металлические трубы отлично справляются с возложенными на них функциями, но один существенный недостаток у них все же есть: под воздействием ряда факторов ржавеет их внутренняя или внешняя поверхность. Антикоррозионное покрытие труб продлевает ресурс использования трубопровода, снижая расходы на его ремонт и обслуживание.

Зачем нужно антикоррозионное покрытие труб

Общие сведения о коррозии

Коррозия – это физико-механическое явление, при котором под действием среды, температуры, давления и других факторов разрушаются металл, дерево, бетон или строительный камень. Процесс сопровождается образованием окиси и солей.

Аварии, приводящие к обесточиванию потребителей и к большим потерям воды, также являются следствием электрокоррозии трубопроводов. Ржавчина делает стальные водопроводные трубы непригодными для дальнейшего использования.

В зависимости от скорости коррозии трубопроводов (мм/год) стали делят на три категории:

• мало подверженные разрушению (до 0,1 мм/год);
• среднекоррозионные (до 0,5 мм/год);
• агрессивные (более 0,5 мм/год).

Интенсивность процесса разъедания металла для изделий из одинаковых материалов, но находящихся в разных условиях, отличается порой весьма существенно. Кислотность грунта 7,5-8,5 считается наиболее благоприятной для стальных оцинкованных труб.

Коррозионно-хладостойкие трубы применяются в нефтяной и газовой отраслях для транспортировки топлива. Они выдерживают температуру от -40° до +45°, обладают повышенной твердостью и отличными гидроизоляционными свойствами. Примером такого материала служит сталь 13ХФА.

Причины разрушения металла

Коррозии подвержена внешняя оболочка трубы и внутренняя ее поверхность. Разрушения с наружной стороны возникают при взаимодействии почвы с металлом. В составе грунта находятся растворенные соли – жидкие электролиты, разъедающие металл при длительном контакте.

Чем выше электрическое сопротивление почвы, тем меньше активность коррозии почвы. Зная уровень электрического сопротивления грунта, можно определить его коррозионную активность.

Низкий рН воды, большое количество сульфатов, хлоридов, кислорода и растворенной углекислоты ведет к корродированию внутренних стенок труб.

В зависимости от вида трубопровода, наземного или подземного, используют активную (электрохимическую) или пассивную (изоляционную) защиту. Наземные коммуникации покрывают слоем цинка, алюминия или лакокрасочными атмосферостойкими материалами.

Трубы, проложенные вблизи путей электротранспорта, более подвержены корродированию из-за действия блуждающих токов. Поэтому при прокладке коммуникаций это обстоятельство нужно учитывать.

Методы защиты труб от коррозии

Внешняя изоляция не только сохраняет температуру теплоносителя, но и защищает металл от появления ржавчины.

Труба для магистрального трубопровода с внутренним и внешним защитным покрытием. Полиэтиленовая многослойная изоляция – эффективное средство защиты от разрушения стальных коммуникаций

1. Катодная защита. На защищаемую поверхность накладывается отрицательный потенциал. Предохраняемая конструкция подключается к источнику тока, труба в этом случае становится катодом, а инертные электроды – анодами. Этим способом часто выполняется защита от коррозии бурильных труб.
2. Изоляция труб антикоррозийная из полиэтилена или стеклохолста с верхним слоем из битума применяется при контакте металла с песчаной, каменистой или глинистой почвой. Двухслойное полиэтиленовое покрытие с термоплавким клеевым внутренним слоем обеспечивает хорошее сцепление.
3. Полимерная ленточная изоляция имеет высокие диэлектрические способности, более широкий диапазон рабочих температур (от +40° до -20°). Но для труб большого диаметра оказывается малоэффективной, так как у материала пониженная адгезия к стали. Под действием естественного сдвига грунта покрытие постепенно сползает с трубы и растрескивается.
4. Пенополиуретановая изоляция может быть скорлупной или жидкой (впрыскивается между трубой и полиэтиленовой изоляцией, после чего происходит ее отвердевание).
5. Лаки на битумной основе дешевы и просты в применении, но при слишком высоких (или низких) температурах становятся хрупкими и быстро разрушаются. Такой материал не подходит для долговременной защиты.
6. Покрытия «Нержамет», «Нержалюкс», «Акваметаллик», «Полимерон», «Быстромет», «Сереброл», «Нержапласт» пользуются популярностью благодаря доступной стоимости, экономичности и простоте нанесения. Перед окраской металлическую поверхность обезжиривают и зачищают от остатков окалины, ржавчины и других веществ, которые мешают сцеплению. Иногда придают поверхности дополнительную шероховатость. При наличии сварных швов обрабатываемую поверхность промывают и подвергают пескоструйной обработке.
7. Цинкосодержащие грунтовки предназначены для изделий из чугуна, работающих в условиях водно-солевого тумана и в парах нефтепродуктов. При взаимодействии с влажным воздухом цинк частично разрушается, а из продуктов распада возникает барьер, который не дает агрессивной среде возможность проникнуть в более глубокие слои.
8. Для магистральных линий и их отдельных элементов (отводов, запорной арматуры) применяют покрытия на эпоксидной или полиуретановой основе, например, «Permacor», «Protegol». Для фитингов, шаровых кранов используют «Фрусис-1ОООА». В зависимости от способов и условий эксплуатации защита от коррозии обработанного таким образом трубопровода составляет 15-30 лет.
9. Покрытия-ингибиторы бывают двух видов: пленкообразующие (пленка создает барьер для кислорода и углекислого газа) и адсорбирующие (связывают свободные радикалы, замедляя скорость окисления).

Для наземных трубопроводов выполняют струйную очистку и используют эпоксидные покрытия

Противокоррозионные смазки предназначены для временной защиты (в период хранения и транспортировки). В состав изолирующих материалов могут входить преобразователи ржавчины (содержат оксикарбоновые кислоты, танин, фосфорные, ортофосфатные вещества).

Внутренняя коррозия возникает при взаимодействии металла с водой. Чтобы не допустить разъедания стали, используют цементное покрытие или специальный лак слоем в 3-5 мм. Иногда воду перед подачей по трубам лишают коррозионных свойств.

Последовательность работ:

• подготовительные процедуры: нагрев, обезжиривание и сушильная операция;
• обработка корундом с целью предотвращения намагничивания труб;
• нанесение порошкообразных полимеров;
• нагрев для отвердевания;
• контроль качества покрытия.

Оборудование для антикоррозийного покрытия труб

Специальные агрегаты работают методом распыления под высоким давлением, способом пневматического распыления. Иногда трубы обливают или окунают в защитное покрытие. Установка УБР-3 для безвоздушного распыления наносит лакокрасочное покрытие с предварительным его подогревом. Пистолет-распылитель СО-24 и СО-21 используются для нанесения покрытий с вязкостью более 60 м

Принцип правильного нанесение защитного покрытия с помощью окрасочного пистолета

Чем выше коррозионная активность почвы, чем больше нагрузка на трубу, тем толще должен быть слой изоляции. Коррозия водопроводных труб повышает эксплуатационные и строительные затраты, поэтому важно принять меры, которые обезопасят коммуникации от разрушения.

Окрасочный аппарат для безвоздушного распыления

Видео: нанесение трехслойного полиэтиленового покрытия

Металлические конструкции, применяемые в строительстве, должны быть надёжно защищены от воздействия окружающей среды и, в первую очередь, от коррозии. Коррозия металла является физико-химической реакцией материала с окружающей средой, под влиянием которой свойства металла изменяются. Данный процесс и приводит к повреждению металла или коррозии.

Как защитить металл от коррозии?

Для всех металлических конструкций наиболее простым и доступным способом антикоррозионной защиты металла является применение специальных красок и эмалей. Лакокрасочные антикоррозионные покрытия имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами защитных материалов:

• простота нанесения;
• возможность обработки металлоконструкций больших габаритов и сложной конфигурации;
• покрытия экономичны, обладают высокими защитными свойствами, их можно восстанавливать в процессе эксплуатации;
• возможность получения покрытия любого цвета;
• дешевизна по сравнению с другими видами защитных покрытий.

Антикоррозионные покрытия для защиты металла являются одним из важнейших направлений производственной деятельности Компании КрасКо. Мы предлагаем Вашему вниманию целую серию антикоррозионных покрытий, специально предназначенных для защиты металла.