Необходимая защита от коррозии металлоконструкций

Можно придать металлу повышенную коррозионную стойкость при изготовлении, например легированием, но такой металл получается очень дорогим, ибо легирующие присадки дефицитны и дороги. Поэтому в строительстве используется обычная сталь, которую приходится защищать от коррозии уже в изделиях; при этом руководствуются СНиП II. 28—76.

 

 

Каждый такой метод объединяет большую группу способов. Выбор способа и его реализация зависят от всестороннего учета ряда факторов, характеризующих как металл и конструкцию из него, так и агрессивную среду, условия протекания коррозионного процесса. Часто бывает так, что единственно возможен только один вполне определенный способ.

 

Методы защиты от коррозии металлоконструкций в атмосферных условиях. Защиту конструкций осуществляют либо снижением агрессивного действия среды, либо изоляцией металла от нее.

 

Первый метод — снижение агрессивного действия среды — эффективен при условии, что среда замкнута и изолирована. Примером может служить удаление агрессивных компонентов из воздуха помещений путем вентиляции или удаление из воды в теплоэнергетических установках кислорода как агрессивного фактора посредством ее аэрации и исключения подпитки не- аэрированной водой.

 

Второй метод — изоляция металла от среды — весьма распространен и не только в атмосферных условиях, но и в заглубленных сооружениях. В зависимости от средств изоляции он охватывает ряд способов, но отличается тем, что для его осуществления слой изоляции должен быть толстым и прочным, кислотощелочестойким, а выполнение такой изоляции дорого и сложно.

 

В последнее время все больше используются полимерные и неорганические (силикатные) покрытия. Самые распространенные из них во всех видах техники, в том числе и строительной,— лакокрасочные. Более 80 % металлоконструкций защищаются именно такими покрытиями.

 

Лаки, краски, а также различные смазки, хотя частично и проницаемы для воздуха и жидкостей, но широко применяются потому, что их просто наносить и они придают конструкциям красивый внешний вид.

 

Надежность и долговечность защитных покрытий зависят от многих факторов, в частности от качества подготовки поверхности к их нанесению. В последнее время стали создавать в заводских условиях при изготовлении металлоконструкций металлическую подоснову под окрасочный состав из алюминия, цинка и других металлов, наносимых газопламенным способом;, это продлевает срок службы покрытия и металла в два раза.

 

Широкое распространение получили также грунтовки на основе фенольных смол, фосфатирующие и эпоксидные грунтовки. Противокоррозионные свойства грунтовок усиливаются введением в них таких пассивирующих пигментов, как свинцовый сурик, цинковая пыль и др.

 

Для нанесения любого защитного покрытия металл зачищается до блеска и не позже чем в течение четырех часов на него наносятся грунтовка, потом шпаклевка, далее краска, эмаль и сверху лак с перерывами для высыхания каждого слоя. Для верхних слоев применяют ПХВ эмали на основе сополимера хлорвинила с виниладенхлоридом, эпоксидные эмали. Конструкции, работающие в условиях высокой влажности, защищаются эмалями на основе акриловой смолы.

 

Ингибиторы (соли легких металлов), добавленные в окрасочный состав или использованные для пропитки оберточной бумаги, в восемь-десять раз продлевают срок службы металла, а потому их считают химической броней металлов. Добавление ингибиторов в агрессивную среду, например кислоту, позволяет хранить ее в металлических емкостях. Обертывание ингибированной бумагой удобно тем, что на распаковку изделий и приведение их в рабочее состояние затрачивается минимум сил и средств.

 

В последние годы получил распространение способ защиты металлоконструкций без удаления продуктов коррозии, так как стоимость очистки и подготовки поверхности составляет около 40 % стоимости защитных мероприятий. Этот способ основан на растворении продуктов коррозии, например по рецепту Н. А. Назаровой, ортофосфорной кислотой, кровяной солью, толуолом и скреплении их эпоксидной смолой.

 

Дальнейшее развитие коррозии предотвращается электрохимической защитой, которая строится на основе теории многоэлектродных систем. Сущность такой защиты состоит в том, что защищаемая конструкция подвергается или катодной поляризации от специально установленных анодов из более активного металла, или поляризации наложенным постоянным током от внешнего источника. Для прекращения почвенной коррозии надо, чтобы разность между катодным и анодным участками конструкции равнялась нулю или чтобы электросопротивление протеканию тока коррозионного элемента (за счет изоляции) было очень большим. Чтобы сделать разность потенциалов равной нулю, необходимо довести катодную поляризацию сооружения до общего потенциала, равного начальному потенциалу анодного участка.

 

В подобных условиях на всей поверхности защищаемой конструкции протекают лишь катодные процессы и она перестает корродировать. Потенциал, при котором прекращается коррозия, называют защитным потенциалом, а плотность тока, обеспечивающую сдвиг потенциала до защитного,— защитной плотностью тока. Все это достигается одним из двух способов: протекторной или катодной (активной) защитой.

 

Электрохимическая защита металлоконструкций от почвенной коррозии производится с учетом характеристики грунтов, срока службы сооружения и других факторов, в том числе наличия в зоне защищаемого сооружения блуждающих токов.

 

Протекторная защита подземных конструкций от коррозии осуществляется электродами-протекторами, обладающими более отрицательными потенциалами и выполняющими в паре с защищаемым сооружением роль анода.

 

Методика расчета протекторной защиты стальных трубопроводов и гидроизоляции объемных сооружений различна и нами не рассматривается, но во всех случаях основным ее содержанием является определение защитного потенциала, защитной плотности тока.

 

Протекторы изготовляются обычно из магниевого сплава и создают разность потенциалов до 1 В; они могут быть также цинковыми и реже — алюминиевыми. Протекторы выполняются цилиндрическими или пластинчатыми. Они соединяются с сооружением изолированным проводом через стальной сердечник, вставленный в протектор.

 

Полученное по расчету число стандартных протекторов набирается из типовых элементов. Для надежного контакта протектора с грунтом и устойчивой работы он размещается в наполнителе (гипс, глина, сернокислый натрий или магний). Срок службы протекторов составляет 10—15 лет. Характеристика их дана в работах.

 

 

 

Методы защиты конструкций от почвенной коррозии. Такие методы подразделяются на ряд способов, связанных с использованием специальных материалов для защиты от воздействия внутренних факторов, а также на три группы методов, обеспечивающих защиту от воздействия внешних факторов. Использование специальных коррозионностойких материалов для конструкций подземных сооружений еще не получило достаточного развития. Для защиты металлоконструкций от почвенной коррозии чаще всего служат покрытия на основе битумов и электрохимический метод.

 

Защитные битумные покрытия бывают трех типов: нормальные, усиленные и весьма усиленные. Защита подземных конструкций покрытиями на основе битумов, как показал опыт эксплуатации, недостаточна. Действительно, первое время такие покрытия воздухо- и водонепроницаемы, надежно изолируют конструкции от внешней агрессивной среды. Однако в дальнейшем под воздействием грунтовой воды, кислорода воздуха, температурных деформаций конструкции и иных факторов как на сооружение в целом, так и на защитное покрытие нарушается их герметичность, открывается доступ электролита к конструкции и начинается электрохимическая коррозия.