Серия материалов
Адрес Полирематт
124498, г. Зеленоград, 4922-й проезд, 4с3
Телефон Полирематт
Телефон +7 499 340 02 81

Защита металла от коррозии

Коррозия вызывается через воздействие метаталла - подложки с окружающей средой. Это может быть вода (пресная или соленая), воздух, земля и т.д., коррозия может быть вызвана биологическими факторами...

В любом случае, результат коррозии - разрушение инженерных конструкций.

Существуют различные классификации коррозионных явлений, но для нас интересен вопрос как можно противостоять процессам распространения коррозии металлов?

По сути коррозию защищаемого металла можно замедлить следующим образом:

- нанести краску (защита барьерного типа);

- нанести противокоррозионный материал, который помимо защиты барьерного типа обеспечит замедление катодной и/или анодной реакции поскольку содержит ингибиторы коррозии;

- оцинковать поверхность.

Пожалуй, это все, но, как говорится, есть нюансы.

Перед тем как вступить в бой с коррозией нужно представлять себе природу коррозионных процессов (физика и химия), свойства подложек (в основном металлов). По сути, поверхности под окраску могут сильно отличаться и это необходимо иметь ввиду при подготовке поверхности и при выборе ЛКМ и способа нанесения этого ЛКМ, толщины сухой пленки покрытия, количества слоев и пр... Приведем некоторые цифры.

Тщательность подготовки поверхности диктуется условиями последующей эксплуатации защищаемой конструкции. Чем сурове условия, тем тщательнее должна быть подготовка поверхности.

Условия эксплуатации.

Для наших целей примем следующие условия последующей эксплуатации покрытий: 

- Очень мягкие - соответствует С1 по ИСО 12944-2:1998

- Мягкие - соответствует С2 по ИСО 12944-2:1998

- Средние - соответствует С3 по ИСО 12944-2:1998

- Жесткие - соответствует С4 по ИСО 12944-2:1998

- Очень жесткие - соответствует С5-I по ИСО 12944-2:1998

- Очень жесткие морские - соответствует С5-M по ИСО 12944-2:1998

Что окрашиваем?

Алюминий. Окрашиваться может литой алюминий, профили, листы и т.д. Если алюминий анодирован, то перед окрашиванием его необходимо подвергнуть абразивоструйной обработке.

Нержавеющие стали. Принято считать, что нержавейку незачем окрашивать. Однако, это не так. И в этом легко и быстро убеждается эксплуатирующий персовал. Окрашиваются все типы нержавеек с различным содержанием хрома.

Оцинкованные поверхности. Окрашиваться могут опоры, мачты, ограждения, панели, листы и пр. кострукции, оцинкованные электролитическим методом, погружением и прочими методами.  Важным является удаление белой ржавчины с поверхности оцинкованных конструкций, если они подверглись  атмосферному воздействию.

Металлизированные поверхности. Обязательно окрашиваются стали с напылением цинка, алюминия, и цинк-алюминия для предотвращения образования цинковых или алюминиевых солей. Если соли уже образовались - поверхность обрабатывают водой.

Черные стали. Излишне говорить о необходимости окрашивания этого типа сталей. Во-время обработав и защитив сталь мы сможем существенно продлить сроки эксплуатации металлоконструкции. Здесь уместно сказать, что это наиболее распространенный тип подложки и повехности часто окрашивают "без подготовки". Это возможно, соблюдая ряд рекомендаций, которые мы дадим в статье ниже.

 

Алюминий

Нержавеющие стали

Оцинкованные поверхности

Металлизированные поверхности

Черные стали

Условия эксплуатации

Подготовка поверхности

ТСП, мкм

Подготовка поверхности

ТСП, мкм

Подготовка поверхности

ТСП, мкм

Подготовка поверхности

ТСП, мкм

Подготовка поверхности

ТСП, мкм

С1

Обезжиривание

80

Обезжиривание

80

Обезжиривание

80

Обработка водой под давлением, жесткими щетками, легкая образивная обработка

80

Обезжиривание

80

С2

110

110

110

110

Обезжиривание, обработка водой под давлением

110

С3

Обезжиривание, фосфатирование или струйная обработка

110

Обезжиривание, фосфатирование или струйная обработка

110

Обезжиривание, фосфатирование или струйная обработка

110

110

Абразивоструйная обработка до степени белый металл, обезжиривание, обработка водой

150

С4

150

150

150

150

200

С5-I

Струйная очистка до плотного профиля

150 - 300

Струйная очистка до плотного профиля

150 - 300

Струйная очистка до плотного профиля

150 - 300

150 - 300

300

С5-М

250 - 300

250 - 300

Не используется

Не используется

Не используется

На что следует обратить особое внимание при выборе материала для защиты и способа подготовки поверхности...

В случае присутствия на поверхности металла солей, точечной коррозии, средств для предотвращения налипания сварки приведенных способов подготовки поверхности может быть недостаточно. 

Соли сложно удалить механическим способом, но легко это сделать водой под давлением. Если не промыть участок загрязненный солью, то это может привести к вспучиванию покрытия, отслоению ЛКМ. В местах точечной коррозии есть соль. Участки с точечной коррозией зачищают механически с одновременной промывкой. Средство от брызг может окааться несовместимым с наносимым ЛКМ. Это приведет к отсутствию адгезии, отслаиванию ЛКМ. Если средство от брызг  на водной основе его следует смыть водой под давлением. Если на органической - соответствующим растворителем.

При наличии на поверхности стали расслоений, острых кромок, заусенцев необходимо уделить дополнительное время устранению этих дефектов. Места расслоений должны быть  зачищены до основания и заварены. Острые кромки  скругляются механически, заусенцы шлифуются. Обычно специалисты рекомендуют дополнительное полосовое окрашивание таких участков.

Если на поверхности есть окалина ее необходимо удалить аброзивоструйной обработкой. Неудаленная окалина станет причиной гальванической коррозии.

Обязательно удалите с защищаемой поверхности старое покрытие или заводскую грунтовку. Если наносимое покрытие несовместимо с предыдущим, то может произойти вспучивание поверхности, потеря адгезии, отслоение ЛКМ.

Внимательно осмотрите сварные швы. Это одно из самых уязвимых мест конструкции. Швы могут содержать шлаки, области швов могут быть покрыты брызгами, копотью, обгореть.

Все эти дефекты следует удалить. Шлаки удалять молотком для удаления шлака, брызги - шлифовкой, копоть промыть водой, обгорания зачистить механически. Если пренебречь, например, удалением брызг, то защитное покрытие не расределится равномерно в этой области и толщина сухой пленки будет неоднородной, что приведет к преждевременной коррозии.

Кроме всего выше перечисленного могут быть и другие дефекты, которым необходимо уделить внимание. В любом случае, не пренебрегайте подготовкой поверхности, это залог долгой службы покрытия, а, следовательно, и срока службы Ваших инженерных конструкций.

Защита барьерного типа.

Это самый распространенный механизм защиты металлоконструкций от коррозии. При правильной и тщательной подготовке поверхности, покрытие с хорошими барьерными свойствами способно надежно и долго защищать конструкцию от коррозии. Например, в линейке продуктов НПП "Лабиринт" такими барьерными материалами являются ПолиРеМатт С.1, С.3, С.5 и С.6. Наносятся материалы только на подготовленную поверхность в 2 - 3 перекрестных слоя, для получения требуемой ТСП и исключения непрокрасов.

Цинкование поверхности.

Это отличный способ защитить ответственные металлоконструкции от коррозии, так называемое "холодное цинкование" посредством нанесения ЛКМ с высоким содержанием цинка. Достоинством является легкость процесса нанесения. Недостатком - требование в тщательной подготовке поверхности. Составы, обеспечивающие холодное цинкование могут содержать до 60 - 65 % мелкодисперсного цинка. После высыхания концентрация цинка на защищаемой поверхности может доходить до 90 %. Если при этом поверхность металла подготовлена тщательно, то будут обеспечены все условия для диффузии металла в металл - процесс цинкования - и такая защита может служить десятилетиями. Если поверхность подготовлена недостаточно или вы не успели нанести цинксодержащий материал до образования оксидной пленки на металле, то такое покрытие окажется обыкновенной (не очень хорошей) краской. Внимательно относитесь к инструкции по нанесению материалов и временным интервалам, указанным производителем. В линейке НПП "Лабиринт" таким цинксодержащим покрытием является ПолиРеМатт С.6. Покрытие содержит 90 % цинка и может быть как самостоятельным покрытием (серого цвета), так и грунтом (рекомендация производителя) под последующие покрытия.

Противокоррозионные материалы.

Это материалы, имеющие в своем составе ингибиторы коррозии, замедляющие/препятствующие протеканию коррозионных процессов. Не углубляясь в физику явления работы ингибирующих добавок известно, что именно такие ЛКМ могут быть нанесены прямо на ржавчину. Как правило говорят, что это материалы могут наноситься "без подготовки" поверхности. "Без подготовки" в кавычках, поскольку это подразумевает под собой, что все же рыхлую ржавчину следует удалить, месляные и солевые загрязнения тоже. Такие материалы имеют хорошие смачивающие свойства, как у грунтов и могут с приемлемой адгезией быть нанесены на плотную ржавчину, а значит требования к подготовке поверхности заключаются в том, чтобы оставить на поверхности металла только плотную (до 100 мкм) ржавчину. Другая особенность этих материалов в том, что они же создают достаточно хорошую барьерную защиту. Т.е. это грунт-эмали.

Все это вместе обеспечивает достойную защиту металлоконструкций в течение многих лет в различных условиях эксплуатации. 

В линейке продуктов НПП "Лабиринт" есть ПолиРеМатт С.2, который является именно такой Грунт-эмалью "прямо на ржавчину".

Однако, это не все. Уникальность покрытия ПолиРеМатт С.2 состоит еще в одном дополнительном механизме, позволяющем противостоять коррозионным процессам. Ноу-хау состоит в ведении в состав ЛКМ добавки - молекулярной машины, обеспечивающей механизм противодействия подпленочной коррозии.

Часты случаи, когда в результате температурного или механического ударов пленка ЛКП повреждается, на ней образуются трещины через которые агрессивная среда взаимодействует с металлом. При этом подпленочная коррозия отслаивает покрытие от подложки уничтожая защиту. Молекулярная машина представляет собой совокупность эффекторов, способных связывать ионы железа. Концентрация эффекторов расчитана таким образом, что после высыхания часть эффекторов остается не занятыми, т.е. активными. А статистически машина распределена в теле покрытия равномерно. В месте повреждения покрытия активные эффекторы блокируют вновь образовавшиеся ионы железа, что эффективно препятствует развитию боковой коррозии.

Наже наглядный пример действия молекулярных машин в покрытии, нанесенном  с минимальной подготовкой поверхности.

Благодаря свойствам материала ПолиРеМатт С.2, который наносится прямо на ржавчину с хорошей адгезией, его отличной смачивающей способности, присутствию механизма борьбы с боковой коррозией и высокой скоростью пленкообразования, именно этот материал применяется для защиты оголенной арматуры при ремонте бетона - мы говорили об этом в этой статье.

Таким образом, резюмируя сказанное... Имея в распоряжении материалы различного уровня (типов) защиты от коррозии, комбинируя их можно добиться хороших результатов при устройстве защиты. Как правило, если условия последующей эксплуатации мягкие, то хорошим решением будет устройство защиты барьерного типа в 2 - 3 перекрестных слоя. 

Если условия эксплуатации достаточно жесткие и есть возможность тщательно подготовить поверхность, то выбор следует сделать на покрытии, обеспечивающем холодное цинкование - использовать его в качестве грунтовки в один слой, а вторым - третьим слоем использовать материал барьерного типа в зависимости от условий эксплуатации.

Если же подготовить поверхность по каким-либо причинам не представляется возможность, то отлично будет работать противокоррозионная система с молекулярными машинами, нанесенная минимум в 2 перекрестных слоя. При этом дополнительным финишным слоем может быть материал барьерного типа, обеспечивающий дополнительную длительную защиту в условиях, например морского климата или в промышленной атмосфере.

Подготовка к нанесению.

Прежде чем наносить ЛКМ на подложку убедитесь в том, что у вас есть правильный материал. В линейке продуктов НПП "Лабиринт" на момент написания статьи есть 6 лакокрасочных материалов, предназначенных для защиты от коррозии. И, не смотря на то, что  эти материалы на одинаковом связующем, они принципиально разные, наносятся по-разному, отверждаются по-разному и не являются взаимозаменяемыми. То есть нельзя получить требуемый объем смешав разные материалы. Убедитесь также, что у Вас есть необходимое и достаточное количество материала. Оценить это можно исходя из площади покрываемой поверхности, теоретического расхода краски. Тут же нужно учитывать и способ нанесения материала. Если нанесение предполагается распылением, то необходимо учитывать неизбежные потери на факеле распылителя. Обычно они составляют 10 - 30 %. Так же, вероятно, необходимо обратить внимание на шероховатость поверхности. Если у вас нет разработанной технологической карты перед нанесением, то вполне вероятно не учтенным останется нулевой объем, заполняющий профиль поверхности подложки, и он может быть знанчительным. Если вам не хватило краски - вы что-то неверно оценили.

Обязательно обратите внимание на сроки годности ЛКМ. Обычно материалы имеют ограниченный срок хранения. Лучше не хранить однокомпонентные материалы дольше года, а двухкомпонентные больше двух лет (сроки хранения от даты выпуска есть на упаковке материала). При длительном хранении материалов возможно выпадение осадка (устраняется размешиванием), желатинизация. Обычно материал, который подвергся желатинизации отбраковывают. 

В двухкомпонентных эпоксидных материалах ( в смоляной части) при длительном хранении может наблюдаться кристаллизация (помутнение смоляной части, выпадение кристаллов в осдок). Это явление устраняется нагревом смоляной части до температуры 60 - 90 градусов и тщательным перемешиванием. Говоря о двухкомпонентных материалах не лишним будет сказать, что компонент В - отвердитель должен точно соответствовать компоненту А и смешиваться с ним с строго определенных количествах. Избыточное/недостаточное введение отвердителя в композицию недопустимо. Это может привести к тому, что часть композиции не отвердеет, или совсем не отвердеет вся композиция, к остаточной липкости, снижению адгезии, снижению химстойкости и т.п., в общем приведет к тому, что покрытие не обеспечит требуемой защиты.

При работе с однокомпонентными противокоррозионными материалами также часто используются растворители. Если материал предназначен для нанесения методом распыления, то растворитель вводят для получения необходимой вязкости материала, обычно растворитель вводят небольшими порциями, проверяя раскрытие факела до получения приемлемого результата. Избыток введения растворителя может привести к излишней текучести материала, образованию потеков, недостаточной толщины пленки покрытия. Недостаток введения растворителей ведет к появлению полос, избыточному расходу материала, плохой растекаемости и т.д. В инструкциях по применению материалов обычно указывается типы растворителей, которые допустимо вводить в материал, диаметры рекомендуемых сопел и уровни давлений при распылении.

При работе с двухкомпонентными материалами наряду с растворителями применяются разбавители. Разбавители вводятся для снижения вязкости двухкомпонентных составов. Так же как и растворители разбавители должны подходить для ЛКМ и вводиться в количествах, необходимых для получения рабочих характеристик материала. неверно выбранный разбавитель может привести к образованию комков, расслоению, невозможности нанести краску, например, методом распыления.

Нанесение противокоррозионного покрытия.

Полосовое окрашивание. При окраске поверхностей особенное внимание нужно обратить на места поверхностей, где толщина пленки за счет стекания оказывается меньше(острые кромки, сварные швы и т.д.) В этом случае выполняется полосовое окрашивание. Полосовое окрашивание потенциально проблемных мест (острых кромок, швов, щелей, труднодоступных мест) выполняется кистью перед распылением. 

Нанесение основных слоев. Все, можно наносить противокоррозионный материал. Лакокрасочный материал будет работать так, как заявлено производителем при соблюдении ряда параметров. Первым их них является обеспечение необходимой толщины мокрой пленки. Толщина мокрой пленки измеряется сразу после нанесения с помощью гребенки. С толщиной мокрой пленки непосредственно связана толщина сухой пленки. Ее легко рассчитать исходя их количества твердых вечеств в материале. Толщину сухой пленки можно измерить с помощью электронного толщиномера, например, Элкометра (Толщину сухой пленки необходимо измерять после полного отверждения - высыхания ЛКМ, т.е. через 24 - 48 часов). В случае нодостаточной толщины мокрой пленки необходимо нанести дополнительный слой или несколько слоев покрытия. Нужно сказать, что толщина мокрой пленки должна выдерживаться на всей защищаемой поверхности. в образовавшемся покрытии не должно быть непрокрашенных участков. С этой целью производители материалов рекомендуют наносить не менее двух перекрестных слоев (соблюдайте межоперационный интервал). И для дополнительного визуального контроля перекрытия наносить первый и последующие слои разных цветов. 

Нулевой объем. Обратите внимание на область, а именно, количество ЛКМ непосредственно у подложки. Мы ее называем нулевым, или метрвым объемом. Это то количество материала, которое необходимо, чтобы заполнить нулевой объем и этот фактор необходимо учитывать при рассчете объемов необходимых материалов. Если покрываемая поверхность сильно шероховатая, например после струйной обработки абразивом, то нулевой объем может быть значительным и увеличить расход ЛКМ.

Примерную зависимость нулевого объема от шероховатости поверхности можно свести в таблицу:

Шероховатость

Мкм

30

45

60

75

90

105

Нулевой объем

См32

20

30

40

50

60

70

Если Вам неизвестна шероховатость профиля поверхности берите величину объема, равную 35 - 40.

При этом, дополнительное количество материала, которое необходимо для перекрытия нулевого объема можно рассчитать по формуле:

Температура поверхности. Большое влияние на качество покрытия оказывают условия окружающей среды (температура воздуха, лакокрасочного материала, подложки). Материалы на органической основе могут быть нанесены в широком диапазоне теиператур - от минус 15 до + 35 градусов по Цельсию. Очевидно, что нанесение одного и того же материала при + 35 сильно отличается от нанесения при отрицательных температурах. Высокая температура приводит к высокой скорости пленкообразования, а при распылении к сухому распылу, вследствие этого покрытие получится недостаточного качества, пористым. Низкая температура приведет к медленному пленкообразованию, медленному выходу растворителей, потекам. Эти последствия необходимо принимать во внимание при планировании работ по нанесению. В случае колебаний температуры окружающей среды и подложки около 00С на поверхностях может конденсироваться водяной пар - точка росы. Покрытие, нанесенное в условиях конденсирующейся влаги может получиться худшего качества и не обладать достаточной адгезией к защищаемой поверхности. Производители рекомендуют наносить покрытия либо ниже, либо выше температуры точки росы. 

Дефекты покрытия. В зависимости от различных факторов в ходе нанесения покрытия могут образоваться дефекты: пыль от окраски, пропуски, микропоры, шагрень и пр...

Окрасочная пыль придают поверхности повышенную шероховатость и приведет к быстрому загрязнению покрытия. Шагрень - к неоднородности толщины сухой пленки. В любом случае - это те факторы, которые приводят к уменьшению срока службы покрытия и их необходимо устранять - контролировать в процессе нанесения материала.

Если вы все сделали правильно, то покрытие готово и служить будет долго. Строго соблюдайте инструкции по нанесению, технологические карты производителя - для достижения наилучшего разультата.

В настоящей краткой статье пришлось опустить многие нюансы - таблицы пересчета, коэффициенты и пр... Они будут вынесены в справочные материалы в разделе статьи.

Фотоотчёт Защита металла от коррозии

Обратный звонок
- поля, обязательные для заполнения
Ваша заявка успешно отправлена
Не удалось отправить заявку