Навигация:
Главная → Все категории → Горные работы для отчистки вод

Отечественный и зарубежный опыт коррозионной защиты металлических конструкций


Отечественный и зарубежный опыт коррозионной защиты металлических конструкций

Совершенствование конструкций сводится к устранению мест, где могут создаваться условия для развития коррозии и возникновения концентраторов напряжений. В эксплуатируемых конструкциях, имеются различные конструктивные недостатки, способствующие коррозии, — «мешки», «пазухи», «зазоры», где скапливается грязь и задерживается влага.

Строительные конструкции рекомендуется выполнять из сталей нескольких марок. За рубежом более напряженные элементы изготавливают из низколегированных сталей повышенной прочности, а менее напряженные — из углеродистой стали. Это позволяет сохранять постоянное сечение балок по всей длине, упрощая технологию изготовления конструкции.

Достаточно широкое применение за рубежом находи, yfvjepo-дистая сталь типа отечественных марок М16С и Ст. 3. В наиболее нагруженных элементах, где снижение собственной массы конструкции имеет существенное значение, используют высокопрочные низколегированные термообработанные стали с пределом текучести до 60—70 кгс/мм2, что позволяет уменьшать их сечение.

Большинство стран в стандартах на мостовые стали предусматривает право заказчика оговаривать содержание в них не менее 0,20—0,30% меди, повышающей стойкость против атмосферной коррозии. Применение указанных сталей снижает эксплуатационные расходы на ремонт и окраску.

В последние годы наметилась тенденция к применению стали повышенной коррозионной стойкости. Ее называют самоокрашиваемой, или сталью с самообразующейся защитной пленкой и применяют в конструкциях без окраски. К этой группе относятся стали марок USS, кортен А, кортен В, майоре R. На их поверхности в течение одного — трех лет в зависимости от чистоты атмосферного воздуха и степени увлажнения появляется плотная пленка, защищающая металл от дальнейшей коррозии. В процессе образования пленки растворимые соли смываются с поверхности металла, а нерастворимые, постепенно накапливаясь на ней, создают плотную защитную пленку....

Такие стали в США применяют более 30 лет, но только недавно их начали использовать как неокрашиваемые. Экономический эффект от применения самоокрашиваемой стали за срок их службы составляет около 278 долларов на 1 т по сравнению со сталью, требующей окраски.

Из отечественных марок к перспективным по сопротивляемости коррозии и экономичности следует отнести высокопрочные стали 15ХГ2СФР и 15ХГ2СМФР, выплавляемые на основе качканарских руд, а также стали повышенной прочности 15ХСНД, 10ХСНД, 10ХНДП, 10Г2СД и 12ХГФД, которые в 1,5—2,0 раза экономичнее при длительном сроке службы по сравнению со Ст. 3.

Сталь 10ХСНД соответствует стали кортен А, а 12ХГФД —кортен В. Повышенное содержание фосфора в стали кортен А снижает ее пластические свойства при пониженных температурах, поэтому в элементах толщиной свыше 6—8 мм ее использовать не рекомендуется.

Во многих странах оптимальны, методом защиты металлических конструкций от коррозии является их металлизация, или металлизация с последующей окраской. Такие покрытия применяют в Англии, Бельгии, ГДР, Индии, Канаде, ПНР, Португалии, США-, ФРГ, Швейцарии, СФРЮ и других странах. Повышенные затраты на антикоррозионную обработку окупаются более длительным (20—50 лет) сроком службы конструкций без повторной окраски.

В некоторых элементах металлизируют поверхности склевываем "мых или соединяемых высокопрочными болтами деталей, что исключает развитие атмосферной коррозии в местах контакта и тем самым повышает их стойкость к знакопеременным нагрузкам в условиях коррозии, если металлизационный слой не снижает коэффициента трения.

Металлизованные покрытия из цинка обеспечивают надежную защиту от коррозии в атмосфере, не загрязненной промышленными газами. При содержании в атмосфере сернистых соединений, хлора и углекислого газа цинковые покрытия коррелируют со скоростью 8—12 мкм в год. Цинковые покрытия позволяют устранить возможность развития коррозионно-механических повреждений элементов, эксплуатирующихся в атмосферных условиях, и даже повысить предел усталости их за счет небольшого наклепа, сообщаемого стали при песко- или дробеструйной обработке поверхности, предшествующей металлизации.

Покрытия из алюминия особенно успешно защищают сталь в атмосфере, содержащей промышленные газы. Скорость коррозии этих покрытий не превышает 3—7 мкм в год.

С целью повышения защиты применяют цинк-алюминиевые покрытия, которые в условиях атмосферной коррозии отличаются более высокой стойкостью, чем цинковые или алюминиевые. Их наносят расплавлением проволоки из сплава этих металлов, либо одновременным распылением цинка и алюминия.

Большая пористость металлизационных покрытий ограничивает область их применения. Чтобы устранить этот недостаток, используют комбинированные металлизацжшно-лакокрасочные покрытия, представляющие собой сочетание двух раздельно наносимых слоев: металлизационного — газопламенным напылением и лакокрасочного, покрывающего металлизационный слой. При этом в качестве пропиточного и покрывного материалов лучшими являются лакокрасочные материалы, пигментированные цинковой пылью илицинко-алюминиевые и др.

В большинстве стран окраска конструкций заключается в нанесении одного или двух слоев, грунтовки и двух слоев защитного покрытия. Первый слой грунтовки наносят на заводе, второй — на месте монтажа после сборки.

В США грунтовку и покрывные слои наносят на заводе. Для грунтовки, как правило, применяют один-два слоя свинцового сурика на натуральной олифе.

Для защиты конструкций в Англии, ВНР, ПНР, США, ФРГ, Швейцарии, СФРЮ и других странах широкое распространение получили краски, пигментированные цинковой пылью или смесью цинковой пыли с алюминиевой пудрой. В качестве пленкообразующие для таких красок служат органические (полистирол, цикло- и хлор-каучук, виниловые сополимеры, эпоксиды и т. п.) и неорганические (водные растворы силикатов лития, натрия, калия, цинка, фосфаты, титанаты и др.) материалы.

Для защиты применяют масляные краски со свинцовыми или цинковыми белилами, а также краски, пигментированные алюминиевой пудрой и железным суриком. Иногда используют краски на основе битумов с добавками (без добавок) гашеной извеёти и портландцемента.

Атмосферостойкость лакокрасочных покрытий, содержащих алюминиевую пудру, значительно возрастает при введении в их состав железной слюдки, представляющей собой естественный минерал кристаллической структуры с высоким (до 92—98%) содержанием окиси железа. Срок службы таких покрытий возрастает до 12— 20 лет против 5—8 лет службы покрытий без добавки железной слюдки.

Полимерные лакокрасочные материалы постепенно вытесняют масляные краски. Их применяют преимущественно в агрессивных условиях, где оборудование подвергается коррозионно-механиче-ски.м повреждениям. В Австрии для этих условий используют эпоксидные покрытия. В ГДР элементы, подвергающиеся воздействию влаги и агрессивных газов, защищают битумными, эпоксидными и эпоксидобитумными покрытиями с введением в них для верхнего слоя алюминиевой пудры. В Польше используют битумную мастику МА-2, состоящую из битума, асбестовой пыли, льняного масла, пентафталевой смолы и др., а также прокладки из кровельного толя. В Англии для элементов, наиболее подверженных коррозии, рекомендована усиленная защита эпоксидными покрытиями. В ФРГ рекомендуются эпоксидные покрытия, пигментированные железной слюдкой, а также многослойные покрытия, состоящие из битумной мастики, каменноугольного лака, эпоксидной грунтовки и др.

На железных дорогах США применяют двухслойное окрашивание различными лакокрасочными материалами: для проезжей части мостов — эпоксидные, виниловые, йеопреновые, хлоркаучуковые и др. В ряде случаев однослойное покрытие консистентными смазками считают наиболее экономичным и целесообразным способом защиты. Так как уменьшаются расходы на подготовку поверхности перед нанесением покрытия за счет снижения требований к качеству подготовки.

Во Франции мосты в приморских районах окрашивают виниловыми, хлоркаучуковыми и другими материалами. Для мостов, эксплуатируемых в агрессивных условиях, чехословацкие специалисты рекомендуют усиленную защиту полимерными лакокрасочными материалами. В Швейцарии наиболее повреждаемые коррозией элементы защищают полимерными покрытиями.

На железных дорогах СССР пролетные строения окрашивают масляными красками (цинковые белила и железный сурик а олифе льняной натуральной), в опытном порядке, применяют полимерные лакокрасочные материалы. Используют эпоксидные, перхлорви-ниловые, сополимерные, полиуретановые и другие покрытия.

Наиболее трудоемкая и технологически трудная операция при окраске мостов — очистка поверхности металла. Она составляет 35—50% общих трудовых затрат на окраску!

В зависимости от характера ржавчины, степени загрязнения, состояния старой краски, размеров и формы конструкции поверхность металла перед нанесением покрытия очищают механическим, химическим, термическим или другими способами.

Механический способ. Очистка ручным- или механизированным инструментом, обдувка абразивами — пескоструйная, дробеструйная, дробеметная, гидроабразивная, а также пароструйная очистка водяной струей высокого давления и др.

Химический способ. Очистка раствором кислот или кислотными пастами при удалении окалины и ржавчины; растворами щелочей, щелочными пастами, органическими растворителями или смывками при удалении старых лакокрасочных покрытий; преобразователями ржавчины или грунтовками-преобразователями при обработке поверхностей с тонким слоем продуктов коррозии; органическими растворителями — при обезжиривании поверхности металла перед окраской.

Термический способ. Обработка металлической поверхности пламенем ацетилено-кислородной или керосиновой горелки.

В СССР разработан новый способ механической очистки игло-фрезамя — цилиндрическими металлическими щетками, состоящими из нескольких тысяч отдельных проволочек, плотно обжатых в металлической оправе. Работоспособность иглофрез значительно выше, чем цилиндрических щеток.

В НИИмостов при Ленинградском институте инженеров железнодорожного транспорта разработана конструкция сжатой цилиндрической щетки, набираемой из стандартных проволочных дисков и обжимаемой конусной шайбой. Такая конструкция позволяет сконцентрировать режущие элементы на меньшей площади, уменьшить вылет ворса и сделать его более жестким, что приближает сжатую щетку к иглофрезе. Наилучшие результаты очистки достигаются при реверсивном режиме работы. Приводом щетки могут служить шлифовальные машины и гайковерты. При работе с рельсошлифоваль-ной машиной МРШ-3, оборудованной реверсивным переключателем, сжатая щетка по сравнению с обычной цилиндрической позволяет на 1/3 сократить машинное время и обеспечить лучшее качество очистки.

По удобству работы и доступности обработки пневматические угловые машины с торцовыми. конусными щетками превосходят электрические машины с прямыми щетками. По массе пневмоин-струмент с реверсивным режимом работы в 2—2,5 раза легче, обладает большей мощностью, не боится перегрева.

За рубежом к очистке ручным и механизированным инструментом прибегают лишь при небольших объемах работ по окраске конструкций масляными красками, в частности, свинцовым суриком, пассивирующим металл и препятствующим развитию коррозии под покрытием. Стойкость других покрытий, нанесенных на очищенные этими способами поверхности металла, ниже.

Металлические поверхности очищают не только от продуктов коррозии, но и от прокатной окалины, поэтому широкое распространение получила очистка абразивными материалами, обеспечивающими высокое качество обработки и долговечность покрытий.

Пескоструйную очистку кварцевым песком, что связано с заболеваемостью силикозом, заменяют другими видами абразивной обработки — обдувкой дробью или металлическим песком. Используют также измельченные фруктовые косточки, шлаки, смесь стальной и цинковой дроби. При этом стальная дробь очищает металл, а цинковая образует тонкий защитный слой.

Обработка дробью производительнее пескоструйной и экономичнее: 1 т дроби заменяет 20 т песка. Расход сжатого воздуха при обработке поверхности металла дробью снижается на 10—20%. Условия труда улучшаются. Этот способ применяется в ГДР, ПНР, США, СФРЮ и других странах.

В СССР разработаны более совершенные беспыльные дробеструйные аппараты — стальные ГИЛ-2С и ГИЛ-ЗС, алюминиевые ГИЛ-2А и ГИЛ-ЗА меньшей массой и габаритами. Многие заводы снабжены поточными линиями очистки и консервации металлопроката. Окалину и рважчину удаляют дробеметным способом.

За рубежом широко используют огневой способ. В ГДР и Чехословакии внедрены технические условия на применение огневого способа очистки. Он распространен в Англии, Бельгии, США, ФРГ и других странах.

Пароструйная очистка применяется в США, Англии, НРБ, ФРГ, Франции. Особый интерес представляет пароструйное фосфатирование. По разработке этого способа в настоящее время начаты работы в СССР.

В последнее время в СССР и за рубежом внедряют химический способ подготовки поверхности под окраску обработкой ее специальными составами т- преобразователями ржавчины, при взаимодействии которых с продуктами коррозии образуются нерастворимые комплексные соединения. Наиболее перспективны из отечественных и зарубежных составов грунтовки—преобразователи. При их использовании достигается одновременно подготовка поверхности металла под окраску и ее грунтовка.

Похожие статьи:
Консервация металлических изделии

Навигация:
Главная → Все категории → Горные работы для отчистки вод

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум