Потребность в применении антикоррозийных покрытий металлических конструкций, предназначенных к применению в различных областях народного хозяйства (строительство, производство, быт и т.д.), колоссальна. В течение года, согласно оценкам экспертов, от коррозии портится 20 – 30% годового объема производства черных металлов в России. По другим оценкам, ущерб от коррозии составляет 2 – 4% от валового национального продукта каждого государства.
Коррозия – химический процесс окисления металла, который протекает самопроизвольно в условиях окружающей среды под действием кислорода воздуха и воды и приводит к разрушению металлических изделий. Скорость коррозии напрямую зависит от влажности воздуха и температуры. Для предотвращения коррозии металлических изделий используют их антикоррозийную обработку, которая включает очистку поверхности изделия от грязи и элементов первичной коррозии и покрытие поверхности тонким слоем другого металла (алюминия, цинка, меди, хрома, никеля и др.) или материала, к которым относятся всевозможные полимеры, краски, пасты, эмали и т.п.
В настоящее время наиболее современной технологией очистки металлической поверхности является ее пескоструйная или дробеструйная обработка с помощью абразивоструйного оборудования. Процесс позволяет удалять с поверхности материала элементы первичной коррозии, окалину, нагар, остатки старого покрытия (металлического или лакокрасочного). При помощи сжатого воздуха поток абразива с огромной скоростью выбрасывается на обрабатываемую поверхность, в результате чего осуществляется ее очистка. На данный момент на рынке представлено мобильное и стационарное оборудование российских и иностранных производителей.
Далее очищенную металлическую поверхность покрывают тонким слоем антикоррозийного покрытия. В настоящее время существует несколько технологий нанесения металлического покрытия (никеля, хрома, цинка, аллюминия и др.) на различные стальные заготовки. Для никелирования металлических деталей сложной конфигурации часто используют метод их электрохимической обработки, основанный на осаждении слоя используемого металла из раствора на поверхности изделия. Малогабаритные установки химического никелирования УХН-20 или -100, производимые ЗАО АКБ «Экспресс-Волга» (г. Саратов), или Установка химического никелирования ГУ002М, производимая ООО «РПТИ» (г. Рязань), позволяют получать покрытия толщиной от 3 до 18 мкм. Производительность таких устройств составляет 0,2 – 6 м2/час, а твердость получаемого покрытия достигает 950 кг/мм2.
Нанесение цинковых или алюминиевых покрытий можно проводить способом электродуговой металлизации, например, с использованием установки «УЭМ» компании «Пневмотехника». В данную установку по специальным каналам непрерывно подаются две проволоки (диаметром 1,5—3,2 мм), между концами которых возбуждается электрическая дуга, в результате чего происходит плавление металлов. Расплавленный металл распыляется в виде жидких капель на поверхность напыляемой детали с помощью сжатого воздуха. Установка позволяет наносить различные металлические покрытия (в том числе, состоящие из двух металлов) по ГОСТу 9-304-81 с мощностью распыления от 9 до 30 кг/ч в зависимости от используемого материала. Толщина напыляемого слоя достигает 0,5 – 15 мкм, прочность сцепления – 3,0 – 5,0 кг/мм2, а пористость покрытия составляет 5 – 20%. Срок службы получаемых изделий увеличивается до 50-ти лет, что значительно сокращает затраты на эксплуатацию и ремонт различных металлоконструкций.
Методы газопламенного и плазменного напыления защитного слоя на стальную поверхность имеют схожие принципы со способом электродуговой металлизации. В их основе лежит распыление расплавленных металлов сжатым воздухом. При этом плавление материалов достигается в случае газопламенного метода в пламени газовой горелки (рабочие газы ацетилен, пропан или водород), а в случае плазменного метода – в потоке дуговой плазмы (рабочие газы аргон или азот). Процессы напыления хорошо поддаются автоматизации. Оборудование доступно как зарубежных, так и отечественных производителей, например, ООО «Нейтрино», ООО «Термал-Спрей-Тек», ООО ЦЗК «ЭГО» и др., характеристики получаемых покрытий, а также характеристики оборудования, в целом, схожи.
Таблица. Характеристики антикоррозийных покрытий, полученных различными методами, и оборудования.
|
Метод |
Электродуговой |
Газопламенный |
Плазменный |
|
Характеристики покрытия |
|||
| Пористость, % |
5 – 20 |
05 – 12 |
4 – 8 |
| Прочность сцепления с основой (адгезия), кг/мм2 |
3,0 – 5, |
2,5 – 5,0 |
5,0 – 8,0 |
| Толщина слоя, мм |
0,5 – 15 |
0,5 – 10 |
0,05 – 5 |
|
Характеристики оборудования |
|||
| Потребляемая мощность, кВт |
16 – 20 |
0,3 |
40 – 50 |
| Расход газов, л/мин |
воздуха: 2000 – 2500 |
ацетилена: 10 – 30, кислорода: 13 – 40 |
аргона: 30 – 70, азота: 5 – 10 |
| Производительность, кг/ч |
12 – 45 |
3 – 10 |
2 – 5 |
ЗАО НПП «Высокодисперсные Металлические Порошки» (г. Екатеринбург) предлагает метод «холодного» цинкования стальных изделий. В основе данного метода лежит использование лакокрасочных композиций, содержащих высокодисперсный порошок цинка в качестве пигмента. Компания предлагает широкий выбор покрытий (Цинотан, Цинол, Цвэс, ЦИНЭП, ЦИНОТЕРМ и др.), имеющих различную основу: полиуретановую, полимерную, кремнийорганическую, эпоксидную и др. Кроме цинкнаполненных материалов компания производит композиции на основе алюминиевой пудры: АЛПОЛ, АЛЮМОТАН, АЛЮМОТЕРМ, ПАЭС и на основе железной слюдки: ФЕРРОТАН, ИЗОЛЭПК.
Композиции наносятся на поверхность стальных изделий традиционными лакокрасочными способами в интервале температур от -15 до +400С, время высыхания одного слоя при 200С составляет не более 30 минут. Образующиеся покрытия с высоким содержанием цинка дают не только эффективную катодную защиту стали, но и барьерную, характерную для обычных лакокрасочных покрытий. При окислении металлического порошка, согласно заявлениям специалистов компании, в микропорах защитного покрытия образуются нерастворимые продукты коррозии цинка, препятствующие доступу коррозионно-активных агентов к стали, в результате чего скорость окисления цинка в цинкнаполненных покрытиях ниже по сравнению с горячеоцинкованными покрытиями, а срок их службы соответственно более длительный. Прогнозируемый срок службы таких систем защиты в зависимости от условий эксплуатации составляет от 8 до 20 лет и более.
Несомненно, традиционный способ защиты стальных изделий от коррозии – нанесение обычных лакокрасочных покрытий (краски, пасты, грунт и т.п.) продолжает пользоваться популярностью.
На сегодняшний день все больше потребителей стальных изделий обращаются в компании, специализирующиеся на защите металлических конструкций от коррозии. Такая практика, во-первых, позволяет осуществлять действительно качественную обработку металла с привлечением высококвалифицированных специалистов и высокотехнологического оборудования. Во-вторых, автоматизация процессов очистки поверхности изделия и нанесения на нее защитного слоя значительно увеличивает производительность труда и приводит к снижению финансовых затрат. Лидирующей компанией в области антикоррозийной обработки металлических изделий на российском рынке можно назвать ОАО «Инпром».
Каждый из описанных методов находит свое применение в той или иной области, а совокупное применение нескольких методов защиты позволяет достичь максимальной защиты стальных изделий от коррозии.
