Защита металлоконструкций от коррозии

Термин коррозия происходит от латинского слова corrodere, что означает разъедать, разрушать.

Коррозия – это самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.

Коррозия металлов – разрушение металлов вследствие физико- химического воздействия внешней среды, при котором металл переходит в окисленное (ионное) состояние и теряет присущие ему свойства.

Классификация коррозионных сред:

Среда, в которой металл подвергается коррозии (коррозирует) называется коррозионной или агрессивной средой. По степени воздействия на металлы коррозионные среды целесообразно разделить на:

• неагрессивные;
• слабоагрессивные;
• среднеагрессивные;
• сильноагрессивные.

Для определения степени агрессивности среды при атмосферной коррозии необходимо учитывать условия эксплуатации металлических конструкций зданий и сооружений. Степень агрессивности среды по отношению ĸ конструкциям внутри отапливаемых и неотапливаемых зданий, зданий без стен и постоянно аэрируемых зданий определяется возможностью конденсации влаги, а также температурно-влажностным режимом и концентрацией газов и пыли внутри здания. Степень агрессивности среды по отношению ĸ конструкциям на открытом воздухе, не защищенным от непосредственного попадания атмосферных осадков, определяется климатической зоной и концентрацией газов и пыли в воздухе. С учетом влияния метеорологических факторов и агрессивности газов существуют классификация степени агрессивности сред по отношению ĸ строительным металлическим конструкциям.

Таким образом, защита металлических конструкций от коррозии определяется агрессивностью условий их эксплуатации. Скорость коррозии металлов и металлических покрытий в атмосферных условиях определяется комплексным воздействием ряда факторов: наличием на поверхности фазовых и адсорбционных плёнок влаги, загрязненностью воздуха коррозионно-агрессивными веществами, изменением температуры воздуха и металла, образованием продуктов коррозии и т.д.

Оценка и расчет скорости коррозии должны основываться на учете продолжительности и материальном коррозионном эффекте действия на металл наиболее агрессивных факторов.

В зависимости от факторов, влияющих на скорость коррозии, целесообразно следующее подразделение условий эксплуатации металлов, подвергаемых атмосферной коррозии:

1. Закрытые помещения с внутренними источниками тепла и влаги (отапливаемые помещения);
2. Закрытые помещения без внутренних источников тепла и влаги (неотапливаемые помещения);
3. Открытая атмосфера.

По типу разрушений коррозия бывает сплошной и местной.

При равномерном распределении коррозионных разрушений по всей поверхности металла коррозию называют равномерной или сплошной. Она не представляет собой опасности для конструкций и аппаратов, особенно в тех случаях, когда потери металлов не превышают технически обоснованных норм. Её последствия могут быть сравнительно легко учтены.

Если же значительная часть поверхности металла свободна от коррозии и последняя сосредоточена на отдельных участках, то ее называют местной. Она гораздо опаснее, хотя потери металла могут быть и небольшими. Её опасность состоит в том, что, снижая прочность отдельных участков, она резко уменьшает надёжность конструкций, сооружений, аппаратов.

Язвенная (в виде пятен различной величины), точечная, щелевая, контактная, межкристаллическая коррозия – наиболее часто встречающиеся в практике типы местной коррозии. Точечная – одна из наиболее опасных. Она заключается в образовании сквозных поражений, то есть точечных полостей – питтингов.

Коррозионное растрескивание возникает при одновременном воздействии на металл агрессивной среды и механических напряжений. В металле появляются трещины транскристаллитного характера, которые часто приводят ĸ полному разрушению изделий.

Методы защиты от коррозии.

В зависимости от характера коррозии и условий ее протекания применяются различные методы защиты. Выбор того или иного способа определяется его эффективностью в данном конкретном случае, а также экономической целесообразностью.

Продукция лакокрасочной промышленности находит применение в различных отраслях промышленности и строительства в качестве химически стойких покрытий. Лакокрасочное пленочное покрытие, состоящее из последовательно наносимых на поверхность слоев грунтовки и эмали, применяют для противокоррозионной защиты конструкций зданий и сооружений (ферм, ригелей, балок, колонн, стеновых панелей), а также наружных и внутренних поверхностей ёмкостного технологического оборудования, трубопроводов, газоходов, воздуховодов вентиляционных систем, которые в процессе эксплуатации не подвергаются механическим воздействиям твердых частиц, входящих в состав среды.

Лакокрасочные материалы для антикоррозийной защиты способны в зависимости от состава пигментов и пленкообразующей основы выполнять ряд функций по защите металла:

Барьерная защита – по сути, механическая изоляция поверхности. Нарушение целостности покрытия даже на уровне появления микротрещин предопределяет проникновение агрессивной среды к основанию и возникновение подпленочной коррозии.

Пассивация поверхности металла с помощью лакокрасочного покрытия. Достигается при химическом взаимодействии металла и компонентов покрытия. К группе, выполняющей эту функцию, относят фосфатирующие грунты и эмали, а также составы с ингибирующими пигментами, предотвращающими процесс коррозии.

Протекторная защита металла. Осуществляется путем добавления в материал покрытия порошковых металлов, создающих с защищаемым металлом донорские электронные пары. Для стали такие донорские пары создает цинк, магний, алюминий. Под действием агрессивной среды происходит постепенное растворение порошка добавки, а основной материал коррозии не подвергается.

Виды антикоррозийных покрытий:

Физически высыхающие ЛКМ – покрытие образуется за счет физического процесса испарения растворителей (ХП, КЧ, ХВ, ХС), при этом качество образовавшегося покрытия практически не зависит от температуры окружающей среды (температура оказывает влияние лишь на скорость высыхания). Поэтому такие ЛКМ могут наноситься при отрицательных температурах.

Химически отверждаемые – покрытие образуется за счет химической реакции отверждения с использованием сшивающих агентов (эпоксидные, полиуретановые). Оптимальная степень сшивки достигается при температуре выше 10°С. Такие материалы обладают максимальными прочностными, антикоррозионными свойствами, химической стойкостью в различных средах, водостойкостью.

Отверждаемые кислородом воздуха – покрытие образуется за счет окислительной реакции связующего с кислородом воздуха (ГФ, ПФ, МА, олифы), качественная реакция возможна только при температуре выше 5°С (при более низкой температуре ЛКМ высохнет физически, но реакции взаимодействия связующего и кислорода не произойдет, из-за чего не будут обеспечены защитные и механические свойства покрытия). Такие материалы хорошо пропитывают ржавчину и не дают ей распространяться, поэтому допускают некоторую толерантность при подготовке поверхности.

Защита металлоконструкций от коррозии производится в соответствии со СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии». Защиту строительных конструкций следует осуществлять применением коррозионностойких для данной среды материалов и выполнением конструктивных требований (первичная защита), нанесением на поверхности конструкций металлических, оксидных, лакокрасочных, металлизационно-лакокрасочных и мастичных покрытий, смазок, пленочных, облицовочных и других материалов (вторичная защита), а также применением электрохимических способов.

Наиболее распространенная схема защиты металлоконструкций на производстве выглядит следующим образом: грунтовка и окраска эмалью. Количество наносимых слоев и группа лакокрасочных материалов зависит от агрессивности среды, в которой будут использоваться изготавливаемые конструкции.