Наука и технологии

 Материалы будущего

Издательство «Химия» 1985 г.

Каждому изделию - соответствующую защиту

Антикоррозионных покрытий и способов их нанесения так много, что трудно сделать правильный выбор для этого требуются основательные знания. Основную ответственность за работоспособность изделия и за стойкость его по отношению к коррозии несет конструктор, а коррозионист должен предоставить в его распоряжение материалы, которые облегчат принятие оптимального решения. Представленная здесь схема ( 117) показывает, в какой последовательности идет выбор защитного покрытия. Важной предпосылкой правильного выбора является классификация соединений, вызывающих коррозию. Так как 80% ущерба от коррозии следует отнести за счет воздействия атмосферы, ее влияние должно быть изучено особенно тщательно.

Что агрессивно в атмосфере?

Как сильно металл корродирует на открытом воздухе, зависит от времени пребывания влаги на его поверхности, температуры, относительной влажности и чистоты воздуха. Температура и влажность -климатические факторы, они определяются характером ландшафта и весьма незначительно меняются в территориально близких районах. Поэтому Земля делится на несколько специфических климатических зон, в которых агрессивность атмосферы по отношению к различным материалам неодинакова. В общем случае различают холодный, умеренный, сухой тропический и влажный тропический климат. Влажный тропический климат вызывает сильную коррозию. За ним в порядке уменьшения агрессивности следуют умеренный, холодный и сухой тропический климат. На эти зональные различия сильно влияют меняющиеся от района к району загрязнения в воздухе и их количество. Возрастающее содержание диоксида серы, попадающего в воздух с отработанными, топочными и выхлопными газами и разносимого ветром в определенных направлениях, а также находящийся в воздухе прибрежных областей солевой туман значительно усиливают коррозию. В табл. 29 приведены концентрации загрязнений в атмосфере различного типа, расположенных в порядке возрастания их агрессивности.

В некондиционируемых внутренних помещениях благодаря малости ежедневных колебаний температуры и влажности коррозия незначительна. Если же во внутреннее помещение поместить кондиционер, то можно создать даже такие условия, которые, не оказывая влияния на здоровье человека, полностью подавляют коррозию металлов.

Ни одно покрытие не вечно

Уже упоминалось, что защитное действие покрытия в наиболее важных отраслях промышленности почти линейно зависит от его толщины. Таким образом, толщина покрытия стала своеобразным критерием качества, с помощью которого рассчитывают срок службы антикоррозионной защиты, а измерение толщины приобрело необычайно важное значение. Имеются неразрушающие методы контроля толщины покрытия на стали, например магнитный. Для этого закрепленный на пружине постоянный магнит накладывают на покрытие и медленно растягивают пружину. Если напряжение в пружине превзойдет силу прилипания магнита к основанию, то он поднимется.

 Теперь можно установить соотношение между напряжением в пружине и толщиной покрытия, так как толстый немагнитный слой между сталью и магнитом ослабляет магнитное поле сильней, чем тонкий. Обычно приборы градуируются в микрометрах. С их помощью можно сразу же определить толщину покрытия, хотя ошибка составляет ± 20%. Эта погрешность не вызывает каких-либо последствий, так как соответствует точности определения агрессивности климата. Для научных целей применяются более точные методы.

Выбор покрытия зависит не только от требуемого срока службы. Внешний вид, поведение при механических нагрузках или термическая устойчивость также являются важными критериями. В то время как металлические покрытия отличаются своим серебристым блеском, краски предоставляют широчайший выбор цветов и оттенков. Однако сопротивление лакокрасочных покрытий механическим повреждениям весьма незначительно. Для некоторых областей применения их недостатком является также низкая температурная устойчивость, лишь в редких случаях превышающая 120°С. Каждый по своему собственному опыту знает, как быстро теряет покрытие лакированная древесина. Прекрасную термоустойчивость, лучшую чем у красок и металлических покрытий, проявляет эмаль. Эмалированные кастрюли спокойно выдерживают действие горячего пламени. Область применения эмалей ограничена, однако, их высокой чувствительностью к ударам.

С точки зрения экономики

От хорошего антикоррозионного покрытия мы требуем, чтобы его долговечность совпадала со сроком службы самого изделия. Этим предотвращается многократное обновление покрытий. Одновременно оно должно быть недорогим. Само собой разумеется при этом, что десятилетний срок службы ценится выше, чем пятилетний. Поэтому в целях сравнения разумно отнести стоимость квадратного метра покрытия к его сроку службы. Значения этой, так называемой удельной стоимости различных антикоррозионных покрытий на стали сравниваются на  118. Предел долговечности в различных атмосферных условиях отмечен при этом особо. На этой границе полностью исчерпаны все защитные ресурсы покрытия, и именно здесь значения удельной стоимости стремятся к минимуму. Из рисунка видно, что кривые цены и долговечности меняются не конформно. Цена растет в направлении от конвейерного оцинковывания, пластмассовых покрытий, гальванизации, горячего оцинковывания, окраски, эмалирования, металлизации к двойным покрытиям (окунание в расплав или металлизация с последующей окраской). Наименьший срок службы у гальванических покрытий и красок, нанесенных на ржавчину. Хотя окраска по ржавчине и дешевле, чем по подготовленной поверхности, ее удельная стоимость выше ввиду небольшого срока службы.

Конструкторы должны учитывать целый ряд моментов и так же, как при определении размеров изделия, искать оптимальное решение для антикоррозионной защиты.

Несмотря на достигнутый прогресс защита изделий от коррозии требует, как и прежде, огромных затрат. Но средства, которые тратятся на борьбу с коррозией, намного меньше затрат, связанных с уменьшением прочности конструкций, из-за чего часто выходят из строя целые установки и снижаются производственные мощности и валовая продукция.