Аналіз корозійних та корозійно-механічних руйнувань конструкційних матеріалів і розробка антикорозійного захисту технологічного обладн

Высокими защитными свойствами обладают алюминиевые покрытия. Их можно наносить из расплава и способами металлизации. Образующиеся при этом поры в условиях высокой влажности быстро перекрываются (заполняются) гидроокисью алюминия, и покрытия становятся практически непроницаемыми. Срок службы таких покрытий при толщине слоя 130 ... 150 мкм составляет около 20 лет. Для нанесения металлизационных покрытий отечественная промышленность серийно выпускает ряд аппаратов.  Алюминиевые покрытия, в отличие от цинковых, не ухудшают качество сварного шва, перед сваркой не требуется удаление защитного слоя. Сварку можно проводить как на переменном, так и на постоянном токе. Выделяющиеся при этом алюминиевые пары и пыль менее вредны, чем цинковые.

Восстановление защитных покрытий металлоизделий на фермах и комплексах проводят в той же последовательности, как и при восстановлении покрытий техники земледелия. Частичное восстановление осуществляют при повреждении от 5 до 30 % поверхности, полное — при повреждении свыше 30 %.

Температура металлоизделий в животноводческих помещениях чаще всего ниже температуры окружающей воздушной среды. Поэтому при высокой относительной влажности создаются условия для конденсации на их поверхности водяных паров. Восстанавливать покрытия приходится по влажной поверхности, что увеличивает пористость защитного слоя и снижает его долговечность. Добавление в наносимые лакокрасочные материалы поверхностно-активных веществ позволяет снизить отрицательное влияние влаги. Эффективными в условиях ферм являются добавки эмульгатора ОП-Ю, ингибитора коррозии ИП-1, хлорида алкилбензилдиметиламмония (АБДМ) и др. Их вводят в количестве 1 ... 5 % от массы применяемых лакокрасочных материалов. Применение этих веществ позволяет значительно повысить защитные свойства лакокрасочных покрытий.

 

 

Сооружения животноводческих ферм и комплексов

В условиях животноводческих помещений защищать от коррозионного разрушения необходимо не только металлоизделия. В среде ферм теряют свою прочность и ограждающие бетонные конструкции. При высокой относительной влажности их внутренняя поверхность начинает интенсивно сорбировать влагу. В переувлажненных конструкциях снижаются теплозащитные свойства, промерзая, они быстрее разрушаются.

Для защиты панельных блоков из ячеистых и легких бетонов от увлажнения на их внутреннюю поверхность необходимо наносить паро- и влагонепроницаемые покрытия. Дешевым и надежным в этих условиях оказывается нанесение с внутренней стороны ограждающих конструкций фактурного слоя из полимерцементного раствора. Срок службы такого покрытия достигает 50 лет, а стоимость не превышает 1,3 ... 1,5 р. на 1 м*.

В целях повышения срока службы животноводческих и птицеводческих зданий разработан эффективный метод гидрофобной защиты внутренних поверхностей ограждающих конструкций кремнийорганическими жидкостями ГКЖ-10 и ГЮК-11. Ориентировочный расход 3... 5 %-ного гидрофобизирующего раствора при двухслойном нанесении составляет по штукатурке — 270 ... 280 г/м2; по керамзитобетону — 370 ... 400 г/м2 и по кирпичу — 450 ... 600 г/м2. Стоимость 1 м2 защиты не превышает 12 к.

Производство противокоррозионного состава на основе продуктов совмещения нитрильного и полихлор- пренового каучука, получившего название «полинит» (ТУ 21-29-25—74), освоено промышленностью. В зависимости от добавленного в резиновую смесь пигмента можно получить покрытие любого цвета.

По сравнению с применяемыми в настоящее время лакокрасочными материалами полинит обладает более высокой адгезией, низкой газо- и паропроницаемостью. Это исключает накопление влаги в конструкциях, повышает их теплоустойчивость. Технология нанесения противокоррозионного материала несложна и не требует предварительной обработки поверхности, расход состава — 300 г/м2, долговечность покрытия — 5 ... 6 лет. Полинит может использоваться для противокоррозионной защиты конструкций из кирпича и железобетона.

На коррозионную стойкость железобетонных конструкций в средах животноводческих зданий оказывает влияние минеральный состав применяемого цемента. Наибольшей стойкостью в этих условиях обладает низкоалюми- натяый сульфатостойкий цемент. При использовании иных цементов бетонную смесь рекомендуется изготовлять с применением пластифицирующей добавки ОНРО (отход от производства антибиотика олеандомицина). Она вводится в количестве 0,1 ... 0,15 % от массы цемента. Коррозионную стойкосгь цементного камня и керамзитобетона в среде ферм увеличивают добавки золы теплоэлектростанций. Обычно их вводят в количестве 15 ... 20 % от массы используемого цемента.

 

         Здания и сооружения для кормопроизводства

Среди всех способов заготовки и хранения кормов самое большое внимание заслуживает приготовление сенажа и силоса. Для заготовки и хранения сенажа используют в основном герметические хранилища башенного типа: металлические — диаметром 6 м и высотой 16 м; сборные из железобетонных блоков — диаметром 7,3 и высотой 21 м. Силосные сооружения бывают в виде траншей, башен и ям. В нашей стране наибольшее распространение получил траншейный способ заготовки и хранения силоса. Различают наземные, полузаглубленные и заглубленные траншеи, вместимость которых 250 ... 3000 т. Основными материалами для их сооружения являются бетон и железобетон.

Внутренняя поверхность сенажных и силосных хранилищ подвергается воздействию коррозионно-активных сред, органических кислот, сероводорода и сернистого газа, различных ферментов и т. п. Подвержены коррозионному разрушению и наружные поверхности хранилищ.

Для защиты от коррозии хранилищ сенажа и силоса используют как органические, так и неорганические покрытия. Для защиты внутренней поверхности бетонных сенажных башен лучшими оказались покрытия на основе эмалей ЭП-773, ХС-710 и лака УР-19. Общая толщина покрытия должна быть не менее 120 мкм. Эмали ЭП-773 и ХС-710 оказались эффективными для защиты внутренней поверхности ствола сенажной башни; для защиты внутренних поверхностей бетонных кормохранилищ могут быть использованы покрытия на основе эмалей ХВ-785, ХВ-1100, ХВ-1200, ХВ-124, ХС-759. Рекомендуются следующие системы покрытий: 10 %-ная водная эмульсия ГКЖ-94 — один слой; эмаль ХС-710 (ХВ-1100, ХВ-785 или ХВ-1120) — три-четыре слоя; 10 %-ная водная эму 1ь- сия ГКЖ-94 — один слой; эмаль ЭП-773 — три-четыре слоя.

Для защиты от коррозии сооружений под хранение кормов применяют покрытия на основе полимерных материалов [24], основу которых составляет парафин с добавлением полиэтилена и полиизобутилена (ППП). Покрытие наносят на бетонную поверхность различными способами (валиками, кистью,безвоздушным распылением). Толщина слоя 0,5 ... 1,0 мм, срок службы в зависимости от условий эксплуатации — 3 ... 6 лет.

Работы с ППП ведутся при температуре окружающей среды не ниже +5 °С. Перед нанесением покрытия бетонная поверхность должна быть очищена от загрязнений (металлическими щетками или гидропескоструйной обработкой) и обезжирена. На подготовленную поверхность расплавленная масса наносится в один слой с последующим оплавлением паяльной лампой. После нанесения покрытия поверхность подлежит проветриванию в течение 2 ... 3 сут.

Состав ППП может быть приготовлен как на месте, так и в заводских условиях. Его готовят в специальном реакторе с обогревом и механической мешалкой типа агрегата для гидроизоляционных и кровельных работ АГКР-5 или автоматизированной установки с электрообогревом МРБ-500. Состав ППП должен состоять из парафина нефтяного П-1 ГОСТ 23683—79 80 ... 86 % по массе, полиэтилена 10802-00 ГОСТ 16337—77 6 ... 8 % по массе и полиизобутилена П-20 ТУ 38-10-32-57—75 8 ... 12 % по массе. При приготовлении ППП в реактор загружается парафин и нагревается до температуры 70 ... 80 °С. При непрерывном помешивании к нему добавляют полиэтилен, и температуру повышают до 105 ... 115°С. При этих условиях набухание и растворение полиэтилена продолжается в течение 3 ... 4 ч. После этого включается механическая мешалка, и в раствор полиэтилена в парафине загружается полиизобутилен. Нагревание и размешивание продолжаются до полученря однородной массы. После этого состав готов для употребления. Продолжительность процесса 15 ... 16 ч.

Для противокоррозионной защиты сети силосных башен в качестве основных компонентов могут использоваться эпоксидные смолы. Композиция включает, кроме эпоксидной смолы, цемент, окись титана и полиамида и воду. Такое покрытие отличается плотностью, кислою-

стойкостью, имеет высокую адгезию к бетону. Композицию наносят на внутреннюю поверхность, швы и трещины силосной башни из железобетона, бетонных блоков или кирпича. Покрытие обеспечивает длительное хранение силоса.

Защита от коррозии сенажных башен возможна с использованием полиэтиленовой пленки. Ее прикрепляют на внутренней поверхности термоконтактной сваркой к полиэтиленовым вставкам, установленным в горизонтальные швы бетонных блоков в процессе монтажа [25]. Чтобы исключить попадание сенажного сока под пленку, вдоль люков по вертикали башни эпоксидной смолой приклеивают полосу дублированного полиэтилена, к которой по всей длине приваривают полиэтиленовую пленку.

Ограждающие конструкции сооружений для хранения кормов должны быть изолированы от среды. Это необходимо для предотвращения порчи сенажа и силоса.

Герметизация и коррозионная стойкость достигаются применением трещиностойких покрытий на основе полиуретановой эмали с добавкой хризотилового асбеста I или II сорта (трещиностойкость 0,4 мм). Применение в качестве наполнителя асбеста позволило в 1,5 ... 2 раза увеличить трещиностойкость покрытий на основе эмалей ХС-710, X В-785, ХВ-1100, ЭП-773. Асбест вводится в эмаль в количестве 40 % от массы лакокрасочных материалов при нанесении второго и третьего слоя покрытия. Перед окраской бетонную поверхность башни обрабатывают 10 %-ной водной эмульсией ГКЖ-94. Экономическая эффективность при этом составляет 3 р. на 1 м2.

 

Помещения для хранения минеральных удобрений и механизмов для их внесения

Противокоррозионная защита строительных конструкций складов и емкостей для хранения минеральных удобрений и пестицидов осуществляется в соответствии с рекомендациями Госстроя СССР.

Выбор защитного покрытия определяется видами минеральных удобрений и условиями их хранения. Имеет важное значение и трещиностойкость защитного слоя. В приведены рекомендуемые варианты систем

Элементы металлических конструкций складов удобрений должны быть защищены комбинированными покрытиями. Такие системы покрытий можно использовать для закладных и крепежных деталей. Перед окраской поверхность следует очистить от продуктов коррозии, окалины, жировых и других загрязнений по ГОСТ 9.402—80, при этом предпочтительна гидропескоструйная или дробеструйная очистка. Допускается также использование модификаторов и грунтовок-модификаторе® (ПРЛ-2, 444, И-2, ЭВА-01ГИСИ, ЭВА-0112).

Для защиты несущих деревянных конструкций складов минеральных удобрений рекомендуется применять следующие лакокрасочные материалы: эмали У В-785, XС-710, XС-759, УРФ-1128, ЭП-773, ЭП-755; лаки УР-293, ХС-724. Толщина защитного покрытия должна составлять

Варианты систем комбинированных покрытий для стальных конструкций складов минеральных удобрений и резервуаров

110 ... 130 мкм. Деревянные конструкции, находящиеся в непосредственном контакте с минеральными удобрениями, следует пропитывать фенолоспиртовыми лаками. Разработаны типовые проекты противокоррозионной защиты строительных конструкций складов минеральных удобрений [26]. Проектами предусмотрено покрытие полов в складах асфальтобетоном толщиной 100 мм по битумно-рулонной изоляции. Перегородки отсеков для хранения удобрений защищают горячим битумом марки БН-90/10 толщиной 2 мм по двум слоям грунта из лака БТ-577. Ограждающие конструкции из бетона, железобетона и асбоцемента, а также вспомогательные металлические конструкции, работающие в контакте с пылью минеральных удобрений, защищают в три слоя лаком БТ-577. Несущие металлоконструкции (колонны, подкрановые пути) рекомендуется защищать лакокрасочными материалами по следующей схеме: грунт ХС-068 — два слоя, эмаль ХВ-785 — два слоя, лак ХВ-784 — три слоя. Фермы из предварительно напряженного железобетона, к защите которых предъявляются требования трещино- стойкости, следует защищать лакокрасочными материалами на основе хлорсульфированного полиэтилена: лак ХСПЭ — один слой, эмаль ХП-799 — шесть слоев.

Емкости для хранения механизмов, машин и оборудования, работающих в среде жидких комплексных удобрений, можно эффективно защитить от коррозии, используя покрытия на основе эмалей ЭП-711, ЭП-733 и краски ХС-534.

В тех случаях, когда рабочие органы сельскохозяйственной техники для транспортирования и внесения минеральных удобрений подвержены не только коррозионному, но и абразивному воздействию, рекомендуется использовать гуммировочный состав на основе наирита марки НТ с наполнением из кварцевого песка в количестве 35 ... 40 % по массе. Такие покрытия можно наносить толстыми слоями без термической вулканизации. Их применение позволяет значительно увеличить срок эксплуатации машин и оборудования

Для защиты от коррозии сельскохозяйственной авиационной техники, используемой для внесения на поля удобрений и гербицидов, целесообразно использовать эпоксидную порошковую краску П-ЭП-177 и пентапласт

марки А-2. Защита распылителей, пружин, корпуса, крыльчатки и других деталей позволяет повысить ресурс работы их деталей в 3 ... 5 раз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.8. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

 

Стойкость деталей в результате коррозионно-эррозионного воздействия сред зависит, в первую очередь, от физико-химических свойств поверхностных слоев, в которых концентрируются наибольшее напряжение и развиваются процессы коррозии и износа.