Коррозия метала и его виды. Методы определение и проверки коррозий металлических конструкций

Может быть проведена подготовка поверхности:

• 
  на механизированных и автоматизированных технологических линиях очистки проката механическими или химическими процессами с последующим сохранением поверхности на время производства конструкций; консервантные покрытия не должны препятствовать сварке и в дальнейшем должны быть интегрированы в систему нанесения цветных покрытий (грунтовки BJI-02, BJI-023, EF-0121 и др.р.); в этом случае после сварки конструкций необходимо зачистить сварные швы и участок вблизи поверхности для грунтовки; очистка проката абразивными средствами производится перед нанесением металлизационных покрытий;
  
• 
  в тупиковых дробеструйных камерах или в ваннах для травления элементов и конструкторской маркировки после их сборки и сварки; подготовка поверхности готовых конструкций и референтной маркировки на механизированных технологических линиях целесообразна только при условии достаточной повторяемости конфигураций и размеров, а также наличия всей поверхности для обработки
  

Кислотное травление разрешено для композитных конструкций только при отсутствии карманов и зазоров, в которых может оставаться электролит, и не разрешено для конструкций из стали 600 МПа и более высокой прочности. Кислотное травление на ЗМК рекомендуется в качестве метода подготовки поверхности стальных конструкций для нанесения металлических покрытий (цинк, алюминий) методом погружения в расплав. Сварные конструкции должны иметь в основном стыковые или угловые соединения. Надставные швы должны выполняться только с торцевыми швами или только с фланцевыми швами с гарантированным зазором между элементами не менее 1,5 мм или со сплошным швом по контуру.
Травление с последующей пассивацией, а также обработка сухим дробеструйным или дробеструйным упрочнением, представляет собой вторую и третью степень очистки поверхности по ГОСТ 9.402-80; обработка механизированным инструментом допускается при малых рабочих объемах (очистка сварных швов, локальное удаление продуктов коррозии) представляет собой третью степень очистки. Глава СНиП 2.03.11-85 допускает такую степень очистки поверхности только для конструкций, работающих в слегка агрессивных и неагрессивных средах.
Очистка поверхностей конструкций, покрытых мельничной окалиной или толстым слоем ржавчины ручными щетками, не приводит к степени очистки выше четвертой и допускается только для конструкций, предназначенных для использования в неагрессивных средах. Полное удаление продуктов коррозии увеличивает срок службы лакокрасочных покрытий почти в 5 раз.
Очистка поверхности рулонных материалов (тонкая оцинкованная сталь, алюминий) от оксидов перед нанесением полимерного покрытия на заводе производится специальными процедурами. Легкая патина продуктов коррозии, которая может находиться на поверхности листа, удаляется с нетканого материала с абразивными включениями дисковой щеткой. После удаления продуктов коррозии проводится промывка.
Конструкции обычно обезжириваются перед покраской, если металл не покрыт толстым слоем окалины или ржавчины (холоднокатаный прокат, алюминий) или если прокат уже защищен металлическими покрытиями, консервантными смазками, межоперационными или консервантными грунтовками (оцинкованная сталь, канаты, очищенный и консервированный прокат). В этих случаях смазанные поверхности очищаются органическими растворителями, которые не разрушают уже имеющийся защитный слой. Исключение составляют случаи, когда необходимо обезжирить поверхность, обезжиренную до первой или второй степени (ГОСТ 9.402-80), а также перед очисткой от ржавчины ручным или механизированным инструментом или перед кислотным травлением. В тех случаях, когда подготовка поверхности и нанесение покрытия осуществляется полностью на сборочных участках, например, антикоррозионная защита прокатных конструкций крупногабаритных резервуаров, поверхности должны быть очищены от оксидов сухим абразивным материалом.
Грунтовки и фосфатирование. Грунтовки часто наносятся под слой краски. Пигменты в его составе также должны обладать ингибирующими свойствами. При прохождении через слой грунтовки вода растворяет определенное количество пигментов и становится менее коррозионной. Среди пигментов, рекомендуемых для праймеров, наиболее эффективным оказался свинцовый миниатюрный Pb3O4.
Вместо грунтовки металлическая поверхность иногда фосфатируется. Для этого растворы ортофосфатного железа (III), марганца (II) или цинка (II), которые содержат саму ортофосфорную кислоту H3PO4, наносят на чистую поверхность щеткой или распылителем. В заводских условиях фосфатирование осуществляется при температуре 99-97 0С в течение 30-90 минут. Металл, растворяющийся в фосфатной смеси, и оставшиеся на его поверхности оксиды способствуют образованию фосфатного слоя.
Разработано несколько различных препаратов для поверхностного фосфатирования металлопродукции. Большинство из них состоит из смеси марганца и фосфатов железа. Пожалуй, наиболее распространенным препаратом является «Майеф» — смесь дигидрофосфата марганца Mn(H2PO4)2, железа Fe(H2PO4)2 и свободной фосфорной кислоты. Название препарата состоит из первых букв компонентов смеси. По внешнему виду Majef представляет собой мелкокристаллический порошок белого цвета с соотношением марганца и железа 10:1 к 15:1, состоящий из 46-52 % P2O5; не менее 14 % Mn; 0,3-3 % Fe. При фосфатировании с Майефом стальной продукт помещается в его раствор, нагретый примерно до ста градусов. В растворе железо растворяется с поверхности, выделяя водород, и на поверхности образуется плотный, прочный и водорастворимый защитный слой из фосфатов марганца и железа серого и черного цветов. Когда толщина слоя достигает определенного значения, дальнейшее растворение железа прекращается. Фосфатная пленка защищает поверхность продукта от атмосферных осадков, но не эффективна против солевых растворов и даже слабых кислотных растворов. Поэтому фосфатная пленка может служить лишь основой для последовательного нанесения органических защитных и декоративных покрытий — красок, лаков, смол. Процесс фосфатирования занимает 40-60 минут. Для ускорения добавляется 50-70 г/л нитрата цинка. В этом случае время сокращается в 10-12 раз.
Электрохимическая защита. В производственных условиях также применяется электрохимический метод — обработка продуктов переменным током в растворе фосфата цинка при плотности тока 4 A/дм 2 и напряжении 20 В и температуре 60-70 0С. Фосфатные покрытия представляют собой сетку металлов, прочно связанную с поверхностью фосфата. Сами по себе фосфатные покрытия не обеспечивают надежной защиты от коррозии. В основном они используются в качестве основы для окраски, что обеспечивает хорошую адгезию краски к металлу. Кроме того, фосфатное покрытие уменьшает коррозионные повреждения при образовании царапин или других дефектов.
Силикатные покрытия. Для защиты металлов от коррозии используются стеклянные и фарфоровые эмали, коэффициент теплового расширения которых должен быть близок к коэффициенту теплового расширения покрываемых металлов. Эмаль наносится методом водяной суспензии или сухого порошкового покрытия на поверхность изделий. Сначала на очищенную поверхность наносится слой грунтовки, который затем обжигается в печи. Затем наносится верхний слой эмали и повторяется обжиг. Самые распространенные стеклянные эмали прозрачные или закаленные. Их компоненты: SiO2 (основная масса), B2O3, Na2O, PbO. Кроме того, введены вспомогательные материалы: окислители органических примесей, оксиды, способствующие адгезии эмали с эмалированной поверхностью, глушители, красители. Эмалирующий материал получается путем плавления исходных компонентов, измельчения их в порошок и добавления 6-10% глины. Эмалевые покрытия наносятся в основном на сталь, а также на чугун, медь, латунь и алюминий.
Эмали обладают высокими защитными свойствами, которые обусловлены их непроницаемостью для воды и воздуха (газов) даже после длительного контакта. Их важным свойством является высокая стойкость при повышенных температурах. Одним из основных недостатков эмалированных покрытий является их чувствительность к механическим и термическим воздействиям. В случае длительной эксплуатации на поверхности эмалевого покрытия может появиться сетка трещин, которая пропускает влагу и воздух внутрь металла, в результате чего начинается коррозия.
Цементные покрытия. Цементные покрытия используются для защиты чугунных и стальных водопроводных труб от коррозии. Поскольку коэффициенты термического расширения портландцемента и стали близки друг к другу, они довольно часто используются для этой цели. Недостатком покрытий портландцемента является то же, что и эмалевых покрытий — высокая чувствительность к механическим ударам.