Защита металлоконструкций

Содержание.

1. Антикоррозионная защита металлических конструкций.
2. Огнезащита металлических конструкций.

1. Антикоррозионная защита металлических конструкций.

Коррозией называют постепенное, начинающееся с поверхности разрушение металла от воздействия окружающей среды. (Сущность коррозии заключается в том, что металлы, применяемые в строительстве, чаще всего встречаются в природе в виде устойчивых соединений с кислородом Fe304; Fe203 А1203 с серой CuS; CuFeS2. При получении чистого металла эти соединения искусственным путем разрушают. Коррозия металлов в боль-шинстве случаев представляет собой восстановление этих свя- чей. Чаще всего образующиеся при коррозии соединения Fe203 и CuS имеют неплотную структуру, плохо связаны с металлом. В таких случаях коррозия металла вызывает снижение прочности и даже разрушение металлических конструкций.

Коррозия металла начинает развиваться с его поверхности, если по всей поверхности, то она называется сплошной (рис. 1 а, б, в), если поражает отдельные участки - то местной (рис. 2 а, б, в). Коррозию, протекающую по границам зёрен металла, называют межкристаллитной или интеркристаллитной (рис.3, а, б, в). Начало коррозии сопровождается потерей поверхностью металла блеска. По мере ее протекания уменьшается сечение детали или конструктивного элемента.

По характеру протекания процесса коррозия бывает химической, жидкостной химической и электрохимической.

Химическая (газовая) коррозия - процессы разрушения металла в сухих газах или жидкостях, не проводящих электрический ток (масло, бензин). Данный вид коррозии наиболее интенсивно протекает при повышенной температуре, например в печах. В этом случае на поверхности металлов интенсивно возникают окислительные процессы, результатом которых является образование окисных пленок, так называемых окалин. Окалина, слабо сцепляясь с металлом, постепенно отпадает от него, что ускоряет дальнейшую коррозию металла.

Жидкостной химической коррозии подвергаются поверхности металла трущихся деталей (осей, валов, подшипников) под воздействием нефти и особенно продуктов ее переработки - различных видов смазочных масел.

Электрохимическая коррозия - процессы разрушения металла при соприкосновении с жидкостями, проводящими электрический ток (водными растворами солей, кислот, щелочей).

Большинство металлических конструкций и деталей подвергаются электрохимической коррозии, протекающей во влажном воздухе (атмосферная коррозия), в минерализованных или кислых водах (подводная коррозия), во влажных грунтах (почвенная коррозия).

Процесс разрушения металла при электрохимической коррозии - результат работы множества микрогальванических элементов, возникающих на поверхности металла.

Виды и способы защиты от коррозии

Выбор вида защиты от коррозии представляет собой комплексную задачу с учётом технико-экономических и эксплуатационных показателей. В настоящее время основным способом защиты от атмосферной коррозии является нанесение на поверхность защитных покрытий:

• лакокрасочных на органической основе;
• металлических (покрытие цинком, алюминием, кадмием);
• комбинированных (металлизационно-лакокрасочных);
• специальные способы защиты (электрохимический, протекторный, катодный и анодный).

В практике проведения антикоррозионных работ наиболее распространены лакокрасочные покрытия на органической основе благодаря относительно низкой стоимости материалов, их доступности. Основными требованиями к покрытию являются: хорошая адгезия, непроницаемость для агрессивных сред, долговечность, технологичность проведения повторной окраски, экономичность с учётом срока эксплуатации.

Грунтовочные составы, наносимые непосредственно на защищаемую поверхность, улучшают адгезию и антикоррозионные свойства покрытия и выбираются в зависимости от материала защищаемой поверхности и вида покрытия. Покрывные составы (2-7 слоев) - это многокомпонентные составы из плён- кообразователя, растворителя и пигментов. Дополнительно входят наполнители и отвердители.

Пигменты - это окислы или сами металлы (охра, железный сурик, цинковые белила, металлические порошки, алюминиевая пудра, цинковая пыль, сажа, графит, а также органические вещества для цвета).

Наполнители (мел, каолин, тальк и др.) добавляются для удешевления лакокрасочного материала и некоторого улучшения его защитных свойств.

Шпатлёвочные составы используются для выравнивания окрашиваемой поверхности и улучшения внешнего вида. Также как и грунтовки, они представляют собой пигментированные лаки или олифы. Покрытие в большинстве случаев состоит из грунтовки (1-2 слоя) и покрывных слоев.

Неметаллические защитные покрытия производятся на основе природных или синтетических плёнкообразующих веществ, таких как олифа, битумных составов алкидных, перхлор виниловых, эпоксидных и других смол, а также на основе неорганических плёнкообразующих веществ, предназначенных, главным образом для защиты от увлажнения.

Основной вид лакокрасочного покрытия - лаки. Краски на основе лаков принято называть эмалями, а на основе олифы - масляными.

Способы подготовки поверхности и нанесение защитных покрытий

Качество подготовки поверхности является важным показателем эффективности противокоррозионной защиты. Применение сложных и относительно дорогих способов подготовки обеспечивает более длительный срок службы покрытия, что ведёт к увеличению межремонтных сроков с экономической выгодой. Выбор конкретного способа зависит от сложности конфигурации элемента или конструкции, места проведения работ (на заводе или в условиях строительно-монтажной площадки), возможности остановки производства.

Очистка поверхности под защитные покрытия:

• механическая (пескоструйная, гидропескоструйная, дро-бемётная (сухим металлическим абразивом), а также металлическими щётками с пневматическим или электрическим приводом);
• химическая - с помощью травильных паст (например, смесью 36 % соляной кислоты, формалина, бумажной пасты и жидкого стекла);
• термическая - пламенем ацетиленокислородной горелки или паяльной лампы;
• паром;
• вручную стальными щётками;
• прием закрепления и преобразования ржавчины на поверхности при незначительной коррозии и малой запыленности.

Из специальных способов химической очистки поверхности наиболее распространёнными являются: фосфатирование - обра ботка поверхности фосфатирующими растворами или пастами (в их состав кроме ортофосфорной кислоты, входят окись цинка, фтористый натрий, азотная кислота); пассивация - обработка пассивирующими растворами, образующими фазовый слой (входят хромовый ангидрид, ортофосфорная кислота). Фосфа- тирование и пассивирование резко уменьшают скорость коррозии, а при последующем нанесении защитного покрытия значительно увеличивают срок его службы. Обработку поверхности азотом называют анодированием, которое целесообразно применять для защиты элементов, подверженных истиранию.

Способы нанесение лакокрасочных покрытий:

• пневматическое распыление;
• безвоздушное распыление с подогревом или без подогрева краски;
• нанесение покрытия в электростатическом поле высокого напряжения;
• нанесение покрытия окунанием и струйным обливом с выдержкой в парах растворителя;
• с помощью напорных окрасочных валиков;
• ручная окраска кистями.

Способ нанесения защитных покрытий выбирается с учётом производственных факторов. Наиболее эффективен способ безвоздушного распыления, отличающийся небольшим туманооб- разованием, малыми потерями краски и использованием материалов повышенной вязкости. Эффективна окраска в электростатическом поле, но применение такого способа требует наличия стационарной установки на заводе.