План работ ТК 214

Защита от коррозии оборудования и сооружений нефтегазового комплекса

Курс повышения квалификации Защита от коррозии оборудования и сооружений нефтегазового комплекса предназначена для знакомства с современной теорией коррозии, методами коррозионных испытаний и средствами защиты насосов, компрессоров и оборудования нефтегазовых и нефтехимических производств от агрессивного воздействия среды, развития практических навыков коррозионных исследований и выбору средств антикоррозионной защиты типового и нестандартного оборудования.

Цель: совершенствование и (или) получение новых компетенций, необходимых для самостоятельной оценки коррозионной активности среды, выбора конструкционных материалов и средств антикоррозионной защиты оборудования нефтегазового комплекса.

Категория слушателей: руководители и специалисты

Срок обучения: 72 часа

Форма обучения: очная, очно-заочная (дистанционная).

Получаемые знания

• 
   выполнять электрометрические измерения;
• проводить выбор способа защиты от коррозии;
• обосновывать применение метода противокоррозионной защиты;
• рационально выбирать коррозионностойкие материалы и защитные покрытия;
• рассчитывать и проектировать систему защиты от коррозии;
• термины и определения, касающиеся проблемы коррозии материалов;
• основные виды коррозионных разрушений и причины их образования;
• коррозионностойкие металлические и неметаллические материалы, материалы, применяемые в качестве защитных покрытий;
• контроль качества защитных покрытий;
• основные способы защиты от коррозии оборудования и сооружений нефтегазового комплекса.

Учебный план

1. Теоретические основы коррозии металлов. 10 часов
2. Химическая коррозия. 10 часов
3. Электрохимическая коррозия. 10 часов
4. Основные виды коррозии и коррозионных разрушений. 10 часов
5. Методы коррозионных испытаний и коррозионностойкие материалы для нефтегазовых производств. 10 часов
6. Химическое оборудование в коррозионностойком исполнении. 10 часов
7. Антикоррозионная защита конструкций и аппаратуры нефтегазовых производств. 10 часов.

Электрохимическая защита трубопроводов от коррозии — электронный каталог продукции,разработка мобильных приложений,АОС,автоматизированные обучающие системы,семинары по нефтегазовой тематике,разработка СТУ,СТУ

Электрохимическая защита от коррозии состоит из катодной и дренажной защиты. Катодная защита трубопроводов осуществляется двумя основными методами: применением металлических анодов-протекторов (гальванический протекторный метод) и применением внешних источников постоянного тока, минус которых соединяется с трубой, а плюс — с анодным заземлением (электрический метод).

Рис. 1. Принцип работы катодной защиты

Гальваническая протекторная защита от коррозии

Наиболее очевидным способом осуществления электрохимической защиты металлического сооружения, имеющего непосредственный контакт с электролитической средой, является метод гальванической защиты, в основу которого положен тот факт, что различные металлы в электролите имеют различные электродные потенциалы. Таким образом, если образовать гальванопару из двух металлов и поместить их в электролит, то металл с более отрицательным потенциалом станет анодом-протектором и будет разрушаться, защищая металл с менее отрицательным потенциалом. Протекторы, по существу, служат портативными источниками электроэнергии.

В качестве основных материалов для изготовления протекторов используются магний, алюминий и цинк. Из сопоставления свойств магния, алюминия и цинка видно, что из рассматриваемых элементов магний обладает наибольшей электродвижущей силой. В то же время одной из наиболее важных практических характеристик протекторов является коэффициент полезного действия, показывающий долю массы протектора, использованной на получение полезной электрической энергии в цепи. К.П.Д. протекторов, изготовленных из магния и магниевых сплавов, редко превышают 50 % в, в отличие от протекторов на основе Zn и Al с К.П.Д. 90 % и более.

Рис. 2. Примеры магниевых протекторов

Обычно протекторные установки применяются для катодной защиты трубопроводов, не имеющих электрических контактов со смежными протяженными коммуникациями, отдельных участков трубопроводов, а также резервуаров, стальных защитных кожухов (патронов), подземных резервуаров и емкостей, стальных опор и свай, и других сосредоточенных объектов.

В то же время протекторные установки очень чувствительны к ошибкам в их размещении и комплектации. Неправильный выбор или размещение протекторных установок приводит к резкому снижению их эффективности.

Катодная защита от коррозии

Наиболее распространенный метод электрохимической защиты от коррозии подземных металлических сооружений — это катодная защита, осуществляемая путем катодной поляризации защищаемой металлической поверхности. На практике это реализуется путем подключения защищаемого трубопровода к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока, называемого станцией катодной защиты. Положительный полюс источника соединяют кабелем с внешним дополнительным электродом, сделанным из металла, графита или проводящей резины. Этот внешний электрод размещается в той же коррозионной среде, что и защищаемый объект, в случае подземных промысловых трубопроводов, в почве. Таким образом, образуется замкнутая электрическая цепь: дополнительный внешний электрод — почвенный электролит — трубопровод — катодный кабель — источник постоянного тока — анодный кабель. В составе данной электрической цепи трубопровод является катодом, а дополнительный внешний электрод, присоединенный к положительному полюсу источника постоянного тока, становится анодом. Данный электрод называется анодным заземлением. Отрицательно заряженный полюс источника тока, присоединенный к трубопроводу, при наличии внешнего анодного заземления катодно поляризует трубопровод, при этом потенциал анодных и катодных участков практически выравнивается.

Таким образом, система катодной защиты состоит из защищаемого сооружения, источника постоянного тока (станции катодной защиты), анодного заземления, соединительных анодной и катодной линий, окружающей их электропроводной среды (почвы), а также элементов системы мониторинга — контрольно-измерительных пунктов.

Дренажная защита от коррозии

Дренажная защита трубопроводов от коррозии блуждающими токами  осуществляется путем направленного отвода этих токов к источнику или в землю. Установка дренажной защиты может быть нескольких видов: земляной, прямой, поляризованный и усиленный дренажи.

Рис. 3. Станция дренажной защиты

Земляной дренаж осуществляется заземлением трубопроводов дополнительными электродами в местах их анодных зон, прямой дренаж — созданием электрической перемычки между трубопроводом и отрицательным полюсом источника блуждающих токов, например рельсовой сетью электрифицированной железной дороги. Поляризованный дренаж в отличие от прямого обладает только односторонней проводимостью, поэтому при появлении положительного потенциала на рельсах дренаж автоматически отключается. В усиленном дренаже дополнительно в цепь включается преобразователь тока, позволяющий увеличивать дренажный ток.

P.S. Обзор технических решений по ЭХЗ других металлических конструкций и сооружений можно прочитать здесь.

Хотите узнать больше о коррозии металлических конструкций и методах противокоррозионной защиты?

Скачайте наше специализированное учебно-справочное приложение «Защита от коррозии»

Оборудование ЭХЗ | «НПО «Нефтегазкомплекс-ЭХЗ»

[:ru]Современное оборудование электрохимзащиты подземных конструкций, представленное в этом разделе, осуществляет катодную и комплексную защиту стальных сооружений от почвенной коррозии (среди которых трубопроводы, кабели и т. д.), а также является средством мониторинга коррозионного состояния объектов.

В комплексе взаимосвязанных агрегатов электрохимическая защита снижает скорость коррозионных процессов на поверхности металлических частей за счет создания разности потенциалов между объектом защиты и анодами, принимающими на себя положительный заряд и постепенное разрушение.

Электродный потенциал металла определяет, с какой скоростью будет происходить процесс коррозии подземных стальных конструкций. Этот электрохимический процесс становится причиной снижения пропускной способности газотранспортных систем и сокращения эксплуатационного ресурса многих подземных сооружений. Катодные станции позволяют перенаправить разрушающий процесс на металлические предметы, размещенные рядом с защищаемым объектом.

Технология обеспечивает безопасность добычи, хранения и транспортировки нефтепродуктов и природного газа за счет сохранения подземных магистралей, компрессорных станций, хранилищ и промплощадок, что подтверждено сертификатами, внесением оборудования в реестры ПАО «Газпром» и «Транснефть», соответствием ГОСТ Р 51164‑98, ГОСТ 9.602‑2016 и другим.

Разработка станций катодной защиты на основе импульсных преобразователей ведется с 2002 года на основе опыта и рекомендаций отраслевых специалистов, работающих на трассе от Туркмении до Ямбурга. Итоговая мощность станций НГК-ИПКЗ формируется числом установленных модулей в блочной конструкции, что позволяет быстро уменьшать или наращивать силовые параметры, а также заменять поврежденные блоки.

Изготовленное по европейскому стандарту IEC 60297 модульное оборудование обеспечивает постоянную высокоэффективную электрохимическую защиту металла подземных сооружений благодаря комплексной работе всех систем:

• Самодиагностика — алгоритм, отслеживающий сбои в работе системы коррозионной защиты и автоматически включающий резервные станции;
• Автоматическое поддержание тока и разности потенциалов между катодом и анодом;
• Обеспечение 100% резервирования межблочной системы преобразователей;
• Сведение к минимуму интервалов простоя в работе средств ЭХЗ.

Официальное разрешение использовать описанное оборудование электрохимической катодной защиты на объектах ПАО «Газпром» получено нашей компанией по результатам приемочных испытаний. Модульный комплекс электрохимзащиты был высоко оценен в опытно-промышленной эксплуатации ООО «Югтрансгаз», будучи включенным в состав блочно-комплектного устройства «Антик».

Схемы иллюстрируют примеры размещения оборудования для электрохимической защиты подземных стальных сооружений от почвенной коррозии, сбора и обработки информации о коррозионных процессах и противокоррозионной защите и передачи этой информации по интерфейсу RS-485/Fibre optic (оптоволокно).

Схемы интерактивны. Для получения информации наведите курсор мыши на интересующее вас оборудование. Нажатие кнопок в нижней части показывает линии связи оборудования.

Станция катодной защиты НГК-ИПКЗ(5Н) (многоканальная)

Подсистема дистанционного коррозионного мониторинга НГК-СКМ(У)

Комплекс модульного оборудования ЭХЗ многоканальный НГК‑ИПКЗ‑Евро

Станция дренажной защиты НГК‑СДЗ

Станция катодной защиты ПРОТЕК(Л)

Подсистема дистанционного контроля и управления средствами электрохимической защиты подземных металлических сооружений НГК‑ПДКУ ЭХЗ

Блок совместной защиты

Комплекс модульного оборудования НГК-ИПКЗ-Евро

Станция катодной защиты НГК-ИПКЗ(М)

Станция катодной защиты НГК-ИПКЗ

Подсистема дистанционного коррозионного мониторинга НГК-СКМ

Станция катодной защиты НГК‑ИПКЗ‑Евро

Устройство коррозионного мониторинга НГК-КИП-СМ(У)

Схемы внешних соединений (в формате DWG)

Схема 1

Схема 2

Схема 3[:en]Современное оборудование электрохимзащиты подземных конструкций, представленное в этом разделе, осуществляет катодную и комплексную защиту стальных сооружений от почвенной коррозии (среди которых трубопроводы, кабели и т. д.), а также является средством мониторинга коррозионного состояния объектов.

В комплексе взаимосвязанных агрегатов электрохимическая защита снижает скорость коррозионных процессов на поверхности металлических частей за счет создания разности потенциалов между объектом защиты и анодами, принимающими на себя положительный заряд и постепенное разрушение.

Электродный потенциал металла определяет, с какой скоростью будет происходить процесс коррозии подземных стальных конструкций. Этот электрохимический процесс становится причиной снижения пропускной способности газотранспортных систем и сокращения эксплуатационного ресурса многих подземных сооружений. Катодные станции позволяют перенаправить разрушающий процесс на металлические предметы, размещенные рядом с защищаемым объектом.

Технология обеспечивает безопасность добычи, хранения и транспортировки нефтепродуктов и природного газа за счет сохранения подземных магистралей, компрессорных станций, хранилищ и промплощадок, что подтверждено сертификатами, внесением оборудования в реестры ПАО «Газпром» и «Транснефть», соответствием ГОСТ Р 51164‑98, ГОСТ 9.602‑2016 и другим.

Разработка станций катодной защиты на основе импульсных преобразователей ведется с 2002 года на основе опыта и рекомендаций отраслевых специалистов, работающих на трассе от Туркмении до Ямбурга. Итоговая мощность станций НГК-ИПКЗ формируется числом установленных модулей в блочной конструкции, что позволяет быстро уменьшать или наращивать силовые параметры, а также заменять поврежденные блоки.

Изготовленное по европейскому стандарту IEC 60297 модульное оборудование обеспечивает постоянную высокоэффективную электрохимическую защиту металла подземных сооружений благодаря комплексной работе всех систем:

• Самодиагностика — алгоритм, отслеживающий сбои в работе системы коррозионной защиты и автоматически включающий резервные станции;
• Автоматическое поддержание тока и разности потенциалов между катодом и анодом;
• Обеспечение 100% резервирования межблочной системы преобразователей;
• Сведение к минимуму интервалов простоя в работе средств ЭХЗ.

Официальное разрешение использовать описанное оборудование электрохимической катодной защиты на объектах ПАО «Газпром» получено нашей компанией по результатам приемочных испытаний. Модульный комплекс электрохимзащиты был высоко оценен в опытно-промышленной эксплуатации ООО «Югтрансгаз», будучи включенным в состав блочно-комплектного устройства «Антик».

Схемы иллюстрируют примеры размещения оборудования для электрохимической защиты подземных стальных сооружений от почвенной коррозии, сбора и обработки информации о коррозионных процессах и противокоррозионной защите и передачи этой информации по интерфейсу RS-485/Fibre optic (оптоволокно).

Схемы интерактивны. Для получения информации наведите курсор мыши на интересующее вас оборудование. Нажатие кнопок в нижней части показывает линии связи оборудования.

Станция катодной защиты НГК-ИПКЗ(5Н) (многоканальная)

Подсистема дистанционного коррозионного мониторинга НГК-СКМ(У)

Комплекс модульного оборудования ЭХЗ многоканальный НГК‑ИПКЗ‑Евро

Станция дренажной защиты НГК‑СДЗ

Станция катодной защиты ПРОТЕК(Л)

Подсистема дистанционного контроля и управления средствами электрохимической защиты подземных металлических сооружений НГК‑ПДКУ ЭХЗ

Блок совместной защиты

Комплекс модульного оборудования НГК-ИПКЗ-Евро

Станция катодной защиты НГК-ИПКЗ(М)

Станция катодной защиты НГК-ИПКЗ

Подсистема дистанционного коррозионного мониторинга НГК-СКМ

Станция катодной защиты НГК‑ИПКЗ‑Евро

Устройство коррозионного мониторинга НГК-КИП-СМ(У)

Схемы внешних соединений (в формате DWG)

Схема 1

Схема 2

Схема 3[:]

Защита подземных сооружений — Направления деятельности

            Основными целями совершенствования противокоррозионной защиты стальных газопроводов АО «Газпром газораспределение Смоленск» являются:

            — повышение надежности функционирования электрохимической защиты газопроводов;

            — оптимизация системы технической эксплуатации средств защиты от электрохимической коррозии;

            — внедрение и развитие информационно-аналитических систем для оценки и прогнозирования коррозионного состояния стальных подземных газопроводов на долгосрочную перспективу;

            — применение энегосберегающих технологий.

             Все работы по устройству электрохимической защиты выполняются службой электрохимической защиты на основании Свидетельства СРО о допуске к определенному виду или видам работ, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства.

Служба электрохимической защиты имеет возможность на договорной основе оказывать ряд услуг для физических и юридических лиц, промышленных предприятий и организаций:

— выдача технических условий на установку средств ЭХЗ;    

— строительство, перенос существующих средств ЭХЗ, капитальный ремонт установок электрохимической защиты;

— согласование проектов ЭХЗ газопроводов;
— буровые работы, связанные с монтажом контуров анодного и защитного заземлений;

— проведение анализа грунтов на предмет их коррозионной агрессивности;

— проверка эффективности работы электрозащитных установок с выдачей отчета и рекомендаций;

— проверка наличия блуждающих токов на подземных металлических коммуникациях;

— коррозионные измерения по трассе газопроводов, ранее не требовавших защиты;

— проверка исправности электроизолирующих соединений;

— приборное обследование состояния изоляционного покрытия трубопроводов;

— обследование трубопроводов в шурфах;

— строительство газопроводов методом наклонно-направленного бурения.

Стоимость работ представлена в нашем ПРЕЙСКУРАНТЕ.

Тел. (4812) 44 59 70

Контактные лица:

начальник службы ЭХЗ — Васильев Дмитрий Анатольевич

мастер службы ЭХЗ — Архипова Анастасия Вадимовна

Портовые и гидротехнические сооружения

На объектах гидтротехнических сооружений наблюдаются практически все основные виды коррозии:

• атмосферная коррозия в условиях влажной воздушной среды различной агрессивности,
• подводная коррозия при полном, неполном или переменном погружении,
• подземная коррозия или разрушение в грунтах

.
Также для этих сооружений характерны и специфические виды коррозии:

• коррозия при трении, развивающаяся при одновременном воздействии среды и трения;
• фреттинг -коррозия, при колебательном перемещении двух металлических поверхностей относительно друг друга в условиях коррозионной среды;
• коррозионная кавитация или разрушение при ударном воздействии жидкой среды;
• коррозионная эрозия;
• контактная коррозия металлов, имеющих различные потенциалы в данной среде;
• коррозия блуждающими токами за счет посторонних источников постоянного тока,
• биокоррозия, инициаторами или стимуляторами которой являются микроорганизмы, грибковые образования, бактерии и пр.

При проектировании МО и СК для гидросооружений необходимо обеспечить заданную их прочность и максимальную продолжительность безремонтной эксплуатации. Общий ресурс МО и СК во многом зависит от комплекса противокоррозионных мероприятий, реализованных на стадиях проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации.

Основным средством противокоррозионной защиты являются лакокрасочные покрытия, поэтому вопросы выбора и квалифицированного применения лакокрасочных материалов и качественного их нанесения важны и актуальны.

Экономический анализ тех или иных вариантов систем защитных покрытий строится на основе сопоставления затрат и конечной эффективности полученного покрытия, т.е. оценки комплекса функциональных свойств и долговечности.

Таким образом, решающим фактором выбора системы покрытий должна быть ее долговечность. При этом надо учитывать, что затраты на восстановление покрытий часто превышают затраты на их первичное нанесение, а качество восстановленных покрытий, как правило, ниже первоначальных. Из этого следует, что экономически целесообразно наносить долговечные покрытия на основе высококачественных лакокрасочных материалов, используя современные методы подготовки поверхности и нанесения материалов. Естественно, что первоначальные затраты при этом могут увеличиться. Эксплуатационные расходы будут уменьшаться за счет длительности срока службы защитного покрытия.

Скачать нашу брошюру

Защита от коррозии | Festo

Данный курс ознакомит слушателей с комплексным  подходом к предотвращению разрушений металлических сооружений по причине  коррозии, научит понимать и применять различные  методы и приемы, к обеспечению защиты от коррозии, конкретизировать  в каждом конкретном случае применение оборудования  для   обеспечения целостности  металлических сооружений на  весь период эксплуатации сооружения.

Целевая аудитория: механики, сотрудники службы защиты от коррозии, технические специалисты.

Краткая программа обучения:

• Предмет, цели, задачи курса
• Коррозия металлических сооружений – актуальность, экономика
• Коррозия: виды, причины возникновения, методы и  способы предупреждения
• Изоляционные покрытия
• Электрохимическая защита – катодная поляризация сооружения
• Защита от коррозии, вызываемой блуждающими токами
• Ингибиторная защита оборудования от коррозии
• Приборы, оборудование, материалы, методы измерений, применяемые для защиты и   контроля скорости коррозии
• Техническое обслуживание и ремонт средств защиты от коррозии, ведение технической документации
• Нормативно-техническая документация при проектировании, строительстве, монтаже, реконструкции, эксплуатации сооружений защиты от коррозии.
• Правила техники безопасности по защите от возникновения пожара
• Заземление: правила выполнения заземления, элементы системы заземления

В результате обучения участники:

• Узнают экономическую, техническую и эксплуатационную составляющие обеспечения    защиты сооружений от коррозии
• Узнают перечень необходимых исходных данных для построения системы защиты от коррозии, требования к материалам и оборудованию, применяемым в системах, узнают марки, типы различного оборудования и материалов, требования НТД к разработке проекта и строительству

Начальная подготовка: базовые технические знания

Продолжительность: 4 дня

Антикоррозионная защита конструкционной стали

Старший инженер-конструктор BSBG Мохамед Башир Бава пишет подробное руководство по защите от коррозии конструкционной стали.

Введение

Когда дело доходит до выбора материалов, сталь является самой популярной среди дизайнеров из-за ее исключительных физико-механических характеристик. Из стали можно быстро построить экономичные, прочные и безопасные конструкции.Однако из-за своей природы он имеет тенденцию реагировать с атмосферными агентами, такими как кислород и вода, с образованием более стабильного соединения, называемого закисью железа, которое в общих чертах называется ржавчиной, процесс, называемый коррозией.

Основным качеством стали является ее способность сохранять физическую и механическую прочность или, в случае стальной конструкции, ее несущую способность. Это, как правило, долговременное свойство, и оно ухудшается только тогда, когда коррозия уменьшает его поперечное сечение до такой степени, что это отрицательно сказывается на безопасности.Срок службы конструкции зависит от скорости реакции между сталью и окружающей средой. Эти реакции зависят от природы и концентрации присутствующих коррозионных агентов.

Защита от коррозии

Поэтому необходимо рассмотреть возможность защиты конструкций от коррозии, чтобы вмешаться в этот процесс, чтобы предотвратить реакцию или значительно снизить скорость коррозии. Экономически эффективная защита стальных конструкций от коррозии не должна представлять особых трудностей для обычных применений и сред, если факторы, влияющие на долговечность, признаны с самого начала.

Целью данного руководства является объяснение в терминах концепций основных требований к защите конструкционной стали с помощью краски и металлических покрытий, обычно используемых систем и их значения в отношении требуемых защитных свойств.

Рисунок 1. Схематическое изображение процесса коррозии

Что такое коррозия?

• Способность стали возвращаться в свое естественное или исходное состояние называется коррозией.
• Химическая или электрохимическая реакция между материалом и окружающей средой, приводящая к ухудшению качества материала и его свойств.
• Для коррозии чугуна и стали необходимо одновременное присутствие воды и кислорода. В отсутствие того и другого коррозия не возникает.
• Вся коррозия происходит на аноде; на катоде не возникает коррозии (рис. 1).

Скорость коррозии

• Время намокания — это доля от общего времени, в течение которого поверхность остается влажной из-за дождя, конденсации и т. Д.
• Загрязнение атмосферы — Тип и количество атмосферного загрязнения и загрязняющих веществ, например сульфаты, хлориды, пыль и др.

Категории атмосферной коррозионной активности

Скорость, с которой прогрессирует процесс коррозии, зависит от ряда факторов, относящихся к «микроклимату», непосредственно окружающему конструкцию; главным образом время наличия влаги и уровень загрязнения атмосферы. Из-за различий в атмосферных условиях данные о скорости коррозии не могут быть обобщены.Однако среды можно широко классифицировать, и соответствующие измеренные скорости коррозии стали служат полезным показателем вероятных скоростей коррозии. Более подробную информацию можно найти в BS EN ISO 12944-2.

Согласно BS EN ISO 12944-2, атмосферная среда подразделяется на шесть категорий атмосферной коррозии, как показано ниже:

Рисунок 2. Категории атмосферной коррозии согласно таблице — BS EN ISO 12944-2

Предотвращение и контроль коррозии

Рисунок 3.Детализация для минимизации коррозии

Во внешней или влажной среде дизайн может иметь важное значение для коррозии стальных конструкций. В сухих отапливаемых помещениях особых мер предосторожности не требуется. Поэтому предотвращение коррозии следует принимать во внимание на стадии проектирования проекта.

Следует учитывать следующие основные моменты:

Улавливание влаги и грязи

• Избегайте образования полостей, щелей и т. Д.
• Сварные соединения предпочтительнее болтовых соединений.
• Следует избегать стыков внахлестку или герметизировать их, где это возможно.
• Соединительные поверхности HSFG после соединения должны быть загерметизированы по краям.
• При необходимости обеспечьте дренажные отверстия для воды.
• Уплотнить коробчатые секции, кроме случаев, когда они должны быть оцинкованы горячим способом.
• Обеспечьте свободную циркуляцию воздуха вокруг конструкции.

Контакт с другими материалами

• По возможности избегайте биметаллических соединений или при необходимости изолируйте контактные поверхности.
• Обеспечьте достаточную глубину покрытия и надлежащее качество бетона.
• Разделение стали и древесины с помощью покрытий или листового пластика.

Нанесение покрытия

• Дизайн должен обеспечивать эффективное нанесение выбранных защитных покрытий.
• Горячее цинкование не следует использовать для герметичных компонентов. В таких изделиях должны быть вентиляционные и сливные отверстия.
• Должен быть обеспечен соответствующий доступ для распыления краски, термического (металлического) распыления и т. Д.

Общие факторы

• Большие плоские поверхности легче защитить, чем более сложные формы. Сложные формы и конструкции должны иметь соответствующий доступ для первоначальной окраски.
• Должен быть обеспечен доступ для последующего обслуживания.
• По возможности должны быть предусмотрены подъемные проушины или кронштейны для уменьшения повреждений во время погрузочно-разгрузочных работ и монтажа.
• BS EN 12944-3 предоставляет подробные сведения о конструкции для предотвращения коррозии.

Срок защиты от коррозии

• Период защиты покрытий определен в BS EN 12944-1 как ожидаемый срок службы до того момента, когда система впервые потребует внимания.
• Срок защиты — жизненно важный фактор при выборе и определении систем защиты от коррозии. Эта техническая концепция помогает владельцу конструкции определить график технического обслуживания.
• Срок защиты не является гарантийным сроком.Как правило, гарантийный срок, согласно юридической концепции, короче срока защиты.
• Срок защиты цинкового покрытия зависит в основном от толщины нанесенного покрытия при данной коррозионной нагрузке. На рис. 4 показано соотношение между периодом защиты / толщиной цинкового покрытия и категорией коррозии.
• Особые микроклиматические особенности и повышенные нагрузки, присущие конструкции, например, накопление пыли при длительном воздействии влаги, могут значительно сократить срок защиты.

Рисунок 4. Срок защиты цинкового покрытия в зависимости от толщины покрытия и коррозионной категории

Подготовка поверхности

Зачем это требуется?

Горячекатаные стальные конструкции покидают последний проход прокатки при температуре около 1000 ° C. По мере охлаждения поверхность реагирует с кислородом атмосферы с образованием прокатной окалины. Это сложный оксид, который выглядит как сине-серая вязкая чешуйка, полностью покрывающая поверхность.Прокатная окалина нестабильна, и со временем вода в атмосфере проникает в трещины окалины, и сталь начинает ржаветь. В процессе коррозии постепенно отделяется прокатная окалина и образуется изменяющаяся поверхность, которая обычно не подходит для нанесения следующего покрытия.

Количество ржавчины зависит от продолжительности пребывания стали во влажной или влажной среде. Четыре категории «степени ржавчины» стальных конструкций описаны в BS EN ISO 8501-1:

.

A — Стальная поверхность в значительной степени покрыта приставшей прокатной окалиной, но практически отсутствует ржавчина.

B — Стальная поверхность, которая начала ржаветь и с которой начала отслаиваться прокатная окалина.

C — Стальная поверхность, на которой прокатная окалина заржавела или с которой ее можно соскоблить, но с небольшими изъязвлениями при нормальном зрении.

D — Стальная поверхность, на которой прокатная окалина проржавела и на которой при нормальном зрении видна общая язвенная коррозия.

Большинство новых стальных конструкций обычно соответствует условиям A и B, а иногда и условиям C.Поэтому подготовка поверхности стали в основном связана с удалением прокатной окалины, ржавчины и других загрязнений, чтобы обеспечить удовлетворительную основу для покрытия.

Предварительная обработка

• Остатки масла, смазки, маркировочных красок, смазочно-охлаждающих масел и т. Д. После производственных операций могут серьезно повлиять на адгезию нанесенных покрытий и должны быть удалены.
• Если эти загрязнения не удалить перед струйной очисткой, они будут распределяться по стальной поверхности и загрязнять абразив.
• Подходящие органические растворители, эмульсионные обезжиривающие агенты или эквиваленты должны применяться для удаления загрязнений при подготовке к последующей обработке.
• Дальнейшие инструкции можно найти в BS 7773 «Свод правил по очистке и подготовке металлических поверхностей».

Способы приготовления

Различные методы и степени чистоты, представленные в ISO 8501-1, перечислены ниже:

1. Очистка водой, растворителями и химикатами

• Очистка воды
• Очистка паром
• Очистка эмульсией
• Щелочная очистка
• Очистка с использованием органических растворителей
• Очистка путем химической переработки
• Зачистка
• Кислотное травление

2. Механическая очистка

• Очистка ручных и электроинструментов
• Абразивоструйная очистка

3. Очистка пламенем

Наиболее распространенными методами, используемыми для подготовки поверхности, являются травление кислотой, очистка ручным и механическим инструментом, а также абразивоструйная очистка, которые подробно обсуждаются ниже:

Кислотное травление

Этот процесс включает погружение стали в ванну с подходящими ингибированными кислотами, которые растворяют или удаляют окалину и ржавчину, но не оказывают заметного воздействия на открытую стальную поверхность.Этот метод очистки может быть эффективным на 100%. Кислотное травление обычно используется для конструкционной стали, предназначенной для горячего цинкования.

Очистка ручного и электроинструмента

Очистка поверхности ручными инструментами, такими как скребки и проволочные щетки, относительно неэффективна для удаления окалины или приставшей ржавчины. Электроинструменты предлагают небольшое улучшение по сравнению с ручными методами, и эти методы могут быть эффективны примерно от 30% до 50%, но обычно не используются для изготовления новых стальных конструкций.Там, где очистка с помощью абразивно-струйной очистки невозможна, методы ручного или механического инструмента могут быть единственно приемлемыми альтернативными методами.

Современный электроинструмент был разработан не только для достижения высоких стандартов чистоты поверхности и профиля, но и для обеспечения почти полного удержания всей образующейся пыли и мусора. Теперь доступно новое оборудование для использования ударных игл с возвратно-поступательным движением, вращающихся заслонок с абразивным покрытием и угловых шлифовальных машин, все в вакуумном кожухе, что делает подготовку поверхности на месте экологически приемлемой.

Абразивоструйная очистка

Безусловно, наиболее важным и важным методом, используемым для тщательной очистки покрытых окалиной и ржавых поверхностей, является абразивоструйная очистка. Этот метод включает механическую очистку путем непрерывного воздействия абразивных частиц с высокой скоростью на стальную поверхность либо в струе сжатого воздуха, либо с помощью центробежных крыльчаток. Абразивные материалы рециркулируют с помощью сит-сепараторов для удаления мелких частиц. Этот процесс может быть на 100% эффективным при удалении прокатной окалины и ржавчины.

Стандартные степени чистоты для абразивоструйной очистки:

SA 1 — Легкая струйная очистка

SA 2 — Тщательная струйная очистка

SA 2 ^1⁄2 — Очень тщательная струйная очистка

SA 3 — Пескоструйная очистка до визуально чистой стали

Размер частиц абразива также является важным фактором, влияющим на скорость и эффективность очистки. В общем, мелкие сорта эффективны для очистки относительно новых стальных конструкций, тогда как грубые сорта могут потребоваться для сильно корродированных поверхностей.

Стандартные системы защиты от коррозии зданий

Стандартную систему защиты от коррозии можно условно разделить на две категории:

1. Лакокрасочная система
2. Система металлического покрытия

• Горячее цинкование
• Металлическое напыление
• Гальваника цинка
• Шерардизинг

Лакокрасочная система

Покраска — это основной метод защиты металлоконструкций от коррозии.Краски наносятся на стальные поверхности разными способами, но во всех случаях это дает «мокрую пленку». После испарения растворителя образуется слой «сухой пленки». Как правило, защита от коррозии, обеспечиваемая лакокрасочной пленкой, прямо пропорциональна толщине ее сухой пленки.

Краски обычно наносятся один слой поверх другого, и каждый слой имеет определенную функцию / цель (см. Рис. 5 и 6).

Рисунок 5. Принципиальная схема системы окраски

Рисунок 6.Многослойная система окраски

Они описаны следующим образом:

Праймеры

Грунтовка наносится непосредственно на очищенную стальную поверхность. Его цель — увлажнить поверхность и обеспечить хорошую адгезию для последующих слоев. Для грунтовок, наносимых непосредственно на стальные поверхности, они также обычно требуются для предотвращения коррозии.

Промежуточные слои

Промежуточные покрытия наносятся для «создания» общей толщины пленки системы.Как правило, чем толще покрытие, тем дольше срок службы. Это может включать нанесение нескольких слоев

.

Подшивки / Промежуточные покрытия специально разработаны для усиления общей защиты и, когда они сильно пигментированы слоистыми пигментами, такими как слюдяной оксид железа (MIO), уменьшают или задерживают проникновение влаги во влажную атмосферу.

Финишные покрытия

Финишные покрытия обеспечивают требуемый внешний вид и поверхностную стойкость системы. В зависимости от условий воздействия они также должны обеспечивать первую линию защиты от погодных условий и солнечного света, открытого воздействия, конденсации, сильно загрязненной атмосферы на химических предприятиях, ударов и истирания на уровне пола или дороги, а также бактерий и грибков (в пищевых продуктах). заводы).

Состав красок

Краски производятся путем смешивания и смешивания трех основных компонентов

(a) Пигменты : Пигменты представляют собой тонко измельченные неорганические или органические порошки, которые обеспечивают цвет, непрозрачность, когезию пленки и иногда ингибируют коррозию.

(b) Связующее : Связующие обычно представляют собой смолы или масла, но могут быть неорганическими соединениями, такими как растворимые силикаты. Связующее вещество является пленкообразующим компонентом краски.

(c) Растворитель : Растворители используются для растворения связующего и облегчения нанесения краски. Растворители обычно представляют собой органические жидкости или воду.

Основные универсальные виды красок и их свойства

(a) Краски для воздушной сушки Например, алкидные .

Эти материалы высыхают и образуют пленку в результате окислительного процесса, который включает поглощение кислорода из атмосферы. Поэтому они ограничиваются относительно тонкими пленками.После того, как пленка сформирована, она имеет ограниченную стойкость к растворителям и, как правило, плохую химическую стойкость.

(b) Однокомпонентные химически стойкие краски Например, акрилированные каучуки, винилы.

Для этих материалов образование пленки требует только испарения растворителя и не требует окислительного процесса. Их можно наносить в виде умеренно толстых пленок, хотя задержка растворителя в пленке может быть проблемой в верхней части этого диапазона. Образованная пленка остается относительно мягкой и имеет плохую стойкость к растворителям, но хорошую химическую стойкость.

Битумные краски высыхают также путем испарения растворителя. По сути, они представляют собой растворы асфальтового битума или каменноугольного пека в органических растворителях.

(c) Двухкомпонентные химически стойкие краски Например, эпоксидная, уретановая.

Эти материалы поставляются в виде двух отдельных компонентов, обычно называемых основой и отвердителем. Когда эти два компонента смешиваются, непосредственно перед использованием происходит химическая реакция. Следовательно, эти материалы имеют ограниченный «жизнеспособность», до которого необходимо нанести смешанное покрытие.Реакция полимеризации продолжается после нанесения краски и после испарения растворителя с образованием плотно сшитой пленки, которая может быть очень твердой и иметь хорошую стойкость к растворителям и химическим веществам. В рецептуре можно использовать жидкие смолы с низкой вязкостью, что позволяет избежать необходимости в растворителе. Такие покрытия называются «без растворителей» или «без растворителей» и могут наноситься в виде очень толстых пленок.

Краткое описание основных общих типов красок и их свойств приведено на Рисунке 7.

Рисунок 7. Основные типы красок и их свойства

Шоппраймеры

Шоппраймеры также называют абразивно-струйными грунтовками, межоперационными грунтовками, временными грунтовками, удерживающими грунтовками и т. Д.

Эти грунтовки используются на структурированных стальных конструкциях сразу после абразивоструйной очистки, чтобы поддерживать поверхность, очищенную струйной очисткой, в состоянии, свободном от ржавчины, до тех пор, пока не будет проведена окончательная окраска.В основном они применяются для обработки стальных листов и профилей перед изготовлением, которое может включать сварку или газовую резку. Эти материалы высыхают и образуют пленку в результате окислительного процесса, который включает поглощение кислорода из атмосферы. Поэтому они ограничиваются относительно тонкими пленками. После того, как пленка сформирована, она имеет ограниченную стойкость к растворителям и, как правило, плохую химическую стойкость.

Доступно множество запатентованных заводских грунтовок, но их можно разделить на следующие основные общие типы:

(а) Праймеры для травления:

Праймеры

Etch основаны на поливинилбутиральной смоле, армированной фенольной смолой для повышения водостойкости.Эти праймеры могут поставляться в индивидуальной или двухкомпонентной форме, причем последняя обеспечивает лучшую долговечность.

(б) Эпоксидные грунты:

Эпоксидные грунтовки представляют собой двухкомпонентные материалы с использованием эпоксидных смол и обычно содержат полиамидные или полиаминовые отвердители. Они пигментированы различными ингибирующими и не ингибирующими пигментами. Цинк-фосфатные эпоксидные грунтовки встречаются чаще всего и обеспечивают лучшую долговечность в группе.

(c) Цинк эпоксидные грунты:

Эти грунтовки могут быть как с высоким содержанием цинка, так и с пониженным содержанием цинка. Грунтовки с высоким содержанием цинка производят пленки, которые содержат от около 82 до 85% по весу порошка металлического цинка, в то время как соответствующие цифры для типа с пониженным содержанием цинка составляют всего 55% по весу. При воздействии в морской или промышленной среде цинк-эпоксидные грунтовки склонны к образованию нерастворимых белых продуктов коррозии цинка, которые необходимо удалить с поверхности перед последующим нанесением следующего слоя.Этот процесс очистки обычно известен как «вторичная» подготовка поверхности. Все цинк-эпоксидные грунтовки выделяют дым оксида цинка во время сварки и газовой резки, что может нанести вред здоровью.

(d) Цинк силикатные грунтовки:

Цинк-силикатные грунтовки обеспечивают уровень защиты, сравнимый с уровнем защиты, обеспечиваемой типами эпоксидных смол с высоким содержанием цинка, и имеют те же недостатки, например образование солей цинка и образование дыма оксида цинка во время сварки.В настоящее время существуют различные категории цинксиликатных грунтовок в зависимости от связующего (органического или неорганического) и содержания цинка. Грунтовки этой группы с низким содержанием цинка были разработаны для улучшения их свариваемости и минимизации пористости сварных швов. Однако их долговечность также снижается. В качестве заводских грунтовок лучше всего подходят органические силикатные грунтовки.

Применение красок

Способ нанесения и условия нанесения краски существенно влияют на качество и долговечность покрытия.Стандартные методы, используемые для нанесения красок на стальные конструкции, включают нанесение кистью, валиком, обычным воздушным распылением и безвоздушным распылением.

Таблица 1 . Выбор общих систем окраски для стальных элементов для различных категорий коррозионной активности (Таблица A.1 BS EN 12544-5)

Диапазон прочности:

Низкий (L): от 2 до 5 лет

Средний (M): от 5 до 15 лет

Высокая (H): более 15 лет

Список поставщиков антикоррозионных красок в ОАЭ

Защитные покрытия Dulux

Для получения дополнительной информации посетите www.duluxprotectivecoatings.com

Oasis AMERCOAT Промышленные покрытия

Для получения дополнительной информации посетите www.oasisamercoat.com

JOTUN Защитные покрытия

Для получения дополнительной информации посетите www.jotun.com

Защитные покрытия Ли

Для получения дополнительной информации посетите www.aglpuae.com

Национальные краски

Для получения дополнительной информации посетите www.national-paints.com

Ассортимент красок HEMPADUR от HEMPEL

Для получения дополнительной информации посетите www.hempel.com

Горячее цинкование

Горячее цинкование — это процесс, который включает погружение стального компонента, на который будет нанесено покрытие, в ванну расплавленного цинка (примерно при 450 ° C) после травления и флюсования, а затем его извлечение. Погружаемые поверхности равномерно покрыты цинковым сплавом и слоями цинка, которые образуют металлургическую связь с подложкой. Получающееся в результате покрытие является прочным, прочным, стойким к истиранию и обеспечивает катодную (протекторную) защиту любых небольших поврежденных участков, на которых обнажается стальная подложка.

На рисунке 8 схематично представлен принцип процесса гальванизации.

Рисунок 8. Принцип процесса гальванизации

Поскольку горячее цинкование — это процесс погружения, очевидно, что существуют некоторые ограничения на размер компонентов, которые могут быть оцинкованы. Однако «двойное окунание» часто может использоваться, когда длина или ширина заготовки превышает размер ванны.

Некоторые аспекты конструкции стальных конструкционных элементов должны учитывать процесс цинкования, особенно в отношении простоты заполнения, вентиляции и слива, а также вероятности деформации.Для получения удовлетворительного покрытия в полости должны быть предусмотрены подходящие отверстия для доступа расплавленного цинка, отвода горячих газов и последующего слива цинка. Дополнительное руководство по проектированию изделий, подлежащих горячеоцинкованию, можно найти в BS EN ISO 14713-1.

Во многих случаях горячее цинкование используется без дополнительной защиты. Однако для обеспечения дополнительной прочности или там, где есть декоративные требования, наносятся лакокрасочные покрытия. Комбинацию металлических и лакокрасочных покрытий обычно называют «дуплексным» покрытием.При нанесении красок на оцинкованные покрытия необходимо использовать специальные средства подготовки поверхности для обеспечения хорошей адгезии. К ним относятся легкая струйная очистка для придания шероховатости поверхности и создания механического ключа, а также нанесение специальных грунтовок для травления или Т-образная промывка, которая представляет собой подкисленный раствор, который вступает в реакцию с поверхностью и обеспечивает визуальную индикацию эффективности.

Горячее цинкование компонентов конструкционной стали, подверженных воздействию атмосферных условий, представляет собой высокоэффективный и долговечный метод защиты от коррозии.Во многих случаях защита от коррозии длится столько же, сколько и сама конструкция. Цинковые покрытия не требуют или почти не требуют ухода. Горячее цинкование с точки зрения срока службы конструкций, включая затраты на техническое обслуживание и ремонт, на сегодняшний день является наиболее экономичной системой защиты от коррозии, доступной для стальных конструкций.

Примечания:

1. Минимальная толщина покрытия на образцах, которые не подвергались центрифугированию.
2. Большую толщину покрытия можно получить только в том случае, если сталь имеет определенное содержание кремния.
3. Минимальная толщина местного покрытия согласно EN ISO 1461.
4. Средняя толщина покрытия согласно EN ISO 1461.
5. В категории C5 может потребоваться дуплекс (цинкование + краска) для увеличения срока службы.

Металлическое напыление

Покрытия из цинка, алюминия и цинк-алюминиевых сплавов, нанесенные методом термического напыления, обеспечивают долговременную защиту от коррозии стальных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред.

Металл в виде порошка или проволоки подается через специальный распылительный пистолет, содержащий источник тепла, которым может быть кислородное пламя или электрическая дуга. Расплавленные шарики металла выдуваются струей сжатого воздуха на стальную поверхность, предварительно очищенную пескоструйной очисткой. Легирование не происходит, и покрытие состоит из перекрывающихся пластинок металла и является пористым. Считается, что адгезия напыленных металлических покрытий к стальным поверхностям носит в основном механический характер. Поэтому необходимо наносить покрытие на чистую шероховатую поверхность, и обычно требуется струйная очистка с использованием грубого абразива.

Рис. 9. Поперечное сечение алюминиевого покрытия, нанесенного термическим напылением

Из-за процесса термического напыления покрытие обычно имеет пористость около 10%. Затем поры закрываются тонким органическим покрытием, проникающим через поверхность. Герметики могут быть непигментированными, с красителями или алюминиевыми хлопьями. Обычно толщина покрытия варьируется от 100 до 200 мкм (микрон) для алюминия и от 100 до 150 мкм для цинка.

Металлические покрытия с термическим напылением можно наносить как в цехе, так и на стройплощадке. Время высыхания не требуется, они не растекаются и не растекаются, их можно нанести до необходимой толщины за одну операцию. Нет ограничений на размер обрабатываемой детали, на которую можно наносить покрытие, как при горячем цинковании, а поскольку стальная поверхность остается холодной, нет проблем с деформацией. Термическое напыление значительно дороже горячего цинкования.

Для некоторых приложений (например,грамм. мосты), термическое напыление покрывают поверх лакокрасочными покрытиями (после нанесения герметизирующего покрытия) для образования «дуплексной» системы покрытия. Комбинация металла и краски в дуплексном защитном покрытии имеет большую долговечность по сравнению с прочностью отдельных компонентов.

Защита стальных конструкций от атмосферной коррозии с помощью термически напыленных алюминиевых или цинковых покрытий описана в BS EN ISO 2063.

Гальваника цинка

Гальваника — это процесс нанесения покрытия на один металл с помощью электричества, в основном для защиты от коррозии.Использование процесса гальваники позволяет нам изменять химические и физические свойства металла.

Гальваника выполняется методом электроосаждения и включает формирование электролитической ячейки, состоящей из катода (объекта, на который наносится покрытие) и анода (металла, используемого для нанесения покрытия), погруженных в раствор электролита. Гальванизируемый объект и металл погружаются в водный раствор, содержащий ионы металлов. Когда к водному раствору подается постоянный ток, металл на аноде начинает растворяться, и свободные ионы металла достигают катода, образуя тонкий слой покрытия на объекте.Объект, на который будет нанесено гальваническое покрытие, также называют подложкой. Цинк в основном используется для гальваники стали или железа.

Это очень рентабельный процесс, который в основном используется для нанесения защитного покрытия на металлические предметы, такие как гайки, болты, крепежные детали и т. Д.

Рис. 10. Процесс цинкования

Рисунок 11. Болты с цинковым гальваническим покрытием

Достоинства и недостатки цинкования

Преимущества:

• Экономичность и простота применения
• Обеспечивает декоративную отделку металлов и может применяться в различных цветах.
• Может также использоваться как грунтовка под краски
• Надолго предотвращает образование белой ржавчины.
• Отличные пластичные и адгезионные свойства

Недостатки:

• Недостаточная прочность в морской воде
• Невозможность формировать однородную толщину из-за формы гальванического металла
• Он легко образует покрытие на внешних частях металла, но не легко прикрепляется к внутренним областям объекта

Код ссылки: BS EN 12329: 2000 — Защита металлов от коррозии.Электроосаждение из цинка с дополнительной обработкой на железо или сталь.

Шерардизинг

Шерардизация — это процесс термодиффузии, который включает помещение предварительно очищенных компонентов, которые должны быть покрыты, в контейнер вместе с распределительной средой и расчетной массой цинкового порошка.

Контейнер герметично закрывают и помещают в печь, в которой температура повышается до 330–425 ° C, чтобы цинк испарился и образовал сплав с подложкой.В то же время контейнер вращается в течение заранее определенного периода времени, обычно от 2 до 4 часов.

Получающееся в результате покрытие Sherardized является гладким, матово-серым на вид и однородной по толщине, нормальный диапазон составляет от 15 до 80 мкм, хотя возможны более толстые покрытия до 100 мкм.

После того, как компоненты были обработаны методом Sherardized, они обычно очищаются и пассивируются цинком, подготавливая их к нанесению дополнительных покрытий, если это необходимо.

Рисунок 12.Процесс шерардизации

Рисунок 13. Болты с полукруглой головкой

Sherardizing — это универсальный процесс, размер и форма компонентов могут варьироваться от небольших шайб до более крупных, геометрически сложных и замысловатых компонентов. Поскольку компоненты, подлежащие Шерардизации, должны быть упакованы в контейнер, их размер ограничен его размерами 2000 мм x 500 мм x 400 мм.

Этот процесс используется в основном для мелких деталей и крепежных деталей, особенно для резьбовых соединений, где допустимо только небольшое изменение размера.После соответствующей подготовки поверхности изделия опускают в горячую цинковую пыль. Толщина покрытия зависит от условий обработки.

Код ссылки: BS EN 14713-3: 2009 — Цинковые покрытия. Руководства и рекомендации по защите от коррозии железа и стали в конструкциях.

Предотвращение коррозии и методы защиты конструкционной стали

Предотвращение коррозии конструкционной стали имеет важное значение для общей целостности и эстетики конструкции.Независимо от того, поддерживает ли конструкционная сталь мост, коммерческое здание или завод, владельцы активов должны иметь возможность рассчитывать на инфраструктуру в долгосрочной перспективе. Коррозия представляет опасность для этой инфраструктуры.

Владельцы активов и их инженер по коррозии или руководитель проекта должны оценить наилучшие способы реализации защиты от коррозии для стали, поддерживающей актив. Здесь мы объясним роль рабочей среды в защите от коррозии, а затем опишем методы проектирования и системы покрытий, которые обеспечат защиту конструкционной стали от коррозии на десятилетия вперед.

Понимание подверженности конструкционной стали воздействию

Перед созданием системы защиты от коррозии для конструкционной стали владельцы активов должны понимать, насколько коррозионно стойкой будет сталь. Например, мост из соленой воды, подверженный воздействию застойной влаги и электролитов, подвержен более высокому риску коррозии, чем внутренняя структурная балка в коммерческом здании. Оба требуют защиты от коррозии, но на разных уровнях.

Владельцы

активов хотят максимально возможной защиты, но перебор с интенсивной системой защиты от коррозии, когда требуется только умеренная защита от коррозии, потребует дополнительных денег и времени, которые можно было бы потратить на что-то другое.Оцените риск коррозии, с которым может столкнуться актив (используя такой ресурс, как Экологические зоны SSPC), и защитите его на этом уровне, но не выше.

Рекомендации по выбору стали и конструкции для защиты от коррозии

Перед тем, как команда по нанесению покрытий нанесет один компонент, владельцы активов могут внедрить методы предотвращения коррозии с осознанным выбором стали и конструкции. Сами по себе покрытия неэффективны для защиты конструкционной стали от всех форм коррозии. Например, покрытия эффективны для контроля равномерной коррозии, но менее эффективны для контроля локальных повреждений, таких как точечная коррозия.Воспользуйтесь следующими советами по выбору стали и конструктивным соображениям, чтобы успешно настроить систему покрытия.

Выбор стали
Качество самой стали может иметь значение для защиты от коррозии. Высоколегированная сталь, естественно, более устойчива к коррозии, чем низколегированная (хотя на нее все равно должны быть нанесены защитные покрытия), и она более дорогая. Если владельцы активов выберут более доступную по цене низколегированную сталь, вероятно, потребуется более комплексная система покрытия для эффективного предотвращения коррозии.

Контроль коррозии — это лишь часть процесса выбора стали. Владельцы активов должны уравновесить эти потребности с конечным использованием стального элемента, его первоначальной стоимостью и будущими затратами на техническое обслуживание.

Рекомендации по проектированию
Конструкция из конструкционной стали также может предотвратить коррозию. Эти конструктивные факторы не влияют на покрытие или повторное покрытие уже построенной конструкции, но их важно знать, поскольку их несоблюдение ведет к повышенному риску коррозии.

Для новой структуры помните об этих конструктивных соображениях на ранних этапах процесса.

• Уменьшите воздействие атмосферы. Любые области, где воздействие атмосферы может быть ограничено (особенно, когда окружающая среда особенно агрессивна), будут способствовать общей системе предотвращения коррозии.
• Держитесь подальше от разнородных металлов. Гальваническая коррозия (один из многих типов коррозии) возможна, когда в конструкционной стальной системе используются два или более разнородных металла.Помните о выборе металла, чтобы предотвратить этот тип коррозии.
• Не допускать скопления воды. Водоотделители изначально подвержены коррозии, поскольку влага ускоряет коррозию. Они еще более проблематичны, если в окружающей среде есть грязь и мусор, потому что, когда они попадают в ловушку, они, как правило, удерживают влагу. Убедитесь, что места не вызывают ненужного скопления воды или застоя воды.
• Избегать неровностей поверхности. К ним относятся щели, острые края и недоступные области, которые трудно покрывать и осматривать, а также они подвержены высокому риску коррозии.Не всех неровностей можно избежать. Те, что остались, обратите на них особое внимание при нанесении покрытия.

Защитные покрытия для защиты от коррозии

Покрытия — первая линия защиты — играют важную роль в защите конструкционной стали от коррозии. Здесь мы расскажем о стандартах подготовки поверхности, системах покрытий и методах нанесения эффективных систем защиты от коррозии.

Стандарты подготовки поверхности для конструкционной стали
Предпочтительными стандартами подготовки поверхности для конструкционной стали являются струйная очистка белого металла SP 5 или струйная очистка почти белого металла SP 10.Очистка ручным инструментом или струйная очистка всегда возможны, но для достижения желаемой производительности системы необходимо соблюдать строгие стандарты для этого типа подготовки поверхности.

Варианты покрытия для различных уровней воздействия окружающей среды
Наиболее подходящая система покрытия зависит от коррозионной активности окружающей среды. Вот наиболее подходящие варианты для каждого типа среды.

Сильно агрессивные среды
Для сред с высокой влажностью, химической атмосферой или воздействием соленой воды наиболее распространенным выбором является система цинк-эпокси-уретан.Цинк обеспечивает катодную защиту стали и жертвует собой перед подложкой. Грунтовки с неорганическим цинком обеспечивают лучшую катодную защиту, чем грунтовки с органическим цинком, но органические грунтовки наносятся легче. Затем цинковую грунтовку покрывают эпоксидным промежуточным слоем, а затем уретановым верхним слоем для сохранения цвета и блеска.

Полисилоксан — это двухкомпонентное покрытие на основе смолы, также подходящее для высококоррозионных сред. Этот вариант более дорогой, но его часто используют, потому что он экономит время и труд при устранении шерсти.Он также предлагает лучшие цветовые и глянцевые характеристики по сравнению с уретанами и соответствует нормам выбросов в жестких условиях окружающей среды.

Среда с умеренной коррозией
Широкий спектр систем эпоксидных покрытий хорошо работает в условиях эксплуатации с умеренным риском коррозии. Система покрытия по-прежнему обеспечивает защиту от коррозии (только не так хорошо, как система с покрытием с высоким содержанием цинка) и ее легко наносить. Эпоксидные смолы также устойчивы к поверхности, что означает, что их можно наносить на плотно прилегающую ржавую поверхность, которую невозможно обработать струйной очисткой до голой стали (что делает их жизнеспособным выбором для повторного нанесения покрытия).

Слабоагрессивные среды
Для внутренних или контролируемых сред с минимальным или нулевым воздействием химических веществ или влаги, однокомпонентные акриловые краски на водной основе являются подходящим выбором. У них слабый запах, с ними легко работать, и для их очистки требуется только мыло и вода. В минимально агрессивных средах эта система покрытия будет работать хорошо (по сравнению с более обширной системой покрытия, которая переборщила).

В качестве опции доступна грунтовка на масляной основе с финишным покрытием на масляной основе.Но эта система покрытия высыхает медленнее, а это означает, что время и летучие органические соединения вызывают беспокойство, и в будущем могут возникнуть проблемы с обслуживанием в зависимости от воздействия.

Роль методов нанесения
Методы нанесения — обычно кистью, валиком или распылением — также должны быть приоритетными при выборе системы покрытия. Некоторые покрытия лучше работают при распылении, но ограничения окружающей среды могут не допускать распыление в полевых условиях (для предотвращения чрезмерного распыления). Если вы вооружитесь ограничениями по применению подложки, то владельцы активов не смогут выбрать наиболее подходящую систему покрытия только для того, чтобы обнаружить, что ее нельзя наносить предполагаемым методом.

Сбалансированная система защиты от коррозии

Предотвращение коррозии для конструкционной стали — это не просто отметка в одном квадрате — это целая система, которая будет защищать основу на многие годы. В хорошей системе сочетаются условия эксплуатации, дизайн и системы покрытия, чтобы получить желаемые характеристики и срок службы при наименьших затратах.

Для получения лучших отраслевых рекомендаций по предотвращению коррозии и методам защиты конструкционной стали рассмотрите возможность приобретения «Стандарты и передовые методы подготовки поверхности стальных оснований».Защита конструкционной стали важна для поддержания целостности объекта, и этот ресурс SSPC поделится ценными отраслевыми знаниями для следующего проекта по нанесению покрытий.

Защита от коррозии — SteelConstruction.info

Рентабельная защита от коррозии стальных конструкций не вызовет особых трудностей для обычных приложений и сред, если факторы, влияющие на долговечность, будут учтены с самого начала.

Есть много стальных конструкций, которые продолжали удовлетворительно эксплуатироваться в течение многих лет даже в неблагоприятных условиях.Первая крупная железная конструкция, мост в Колбрукдейле, Великобритания, просуществовала более 200 лет, а железнодорожный мост Форт, которому более 100 лет, является легендарным.
Сегодня доступны современные долговечные защитные покрытия, которые при правильном использовании позволяют увеличить интервалы технического обслуживания и повысить производительность.

Ключ к успеху заключается в распознавании коррозионной активности окружающей среды, которой будет подвергаться конструкция, и в определении четких и подходящих характеристик покрытия. Если сталь находится в сухой отапливаемой внутренней среде, риск коррозии незначителен, и защитное покрытие не требуется.И наоборот, стальная конструкция, подверженная воздействию агрессивной окружающей среды, должна быть защищена с помощью высокоэффективной обработки и, возможно, должна быть спроектирована с учетом технического обслуживания, если требуется увеличенный срок службы.

Оптимальная защитная обработка, сочетающая в себе надлежащую подготовку поверхности, подходящие материалы покрытия, необходимую долговечность и минимальные затраты, достижима с использованием современных технологий обработки поверхности.

[вверху] Коррозия конструкционной стали

Основная статья: Коррозия конструкционной стали

Схематическое изображение механизма коррозии стали

Коррозия конструкционной стали — это электрохимический процесс, требующий одновременного присутствия влаги и кислорода.В отсутствие того и другого коррозия не возникает. По сути, железо в стали окисляется с образованием ржавчины, которая занимает примерно в 6 раз больше объема исходного материала, израсходованного в процессе. Здесь показан общий процесс коррозии.

Помимо общей коррозии, могут возникать различные типы локальной коррозии; биметаллическая коррозия, точечная коррозия и щелевая коррозия. Однако для металлоконструкций это, как правило, несущественно.

Скорость, с которой прогрессирует процесс коррозии, зависит от ряда факторов, относящихся к «микроклимату», непосредственно окружающему конструкцию, главным образом от времени увлажнения и уровня загрязнения атмосферы. Из-за различий в атмосферных условиях данные о скорости коррозии не могут быть обобщены. Однако среды можно широко классифицировать, и соответствующие измеренные скорости коррозии стали служат полезным показателем вероятных скоростей коррозии. Дополнительную информацию можно найти в BS EN ISO 12944-2 ^[1] и BS EN ISO 9223 ^[2] .

Примечания:

• 1 мкм (1 микрон) = 0.001 мм
• ^a Значения потери толщины указаны после первого года воздействия. Убытки могут уменьшиться в последующие годы.
• Значения потерь, используемые для категорий коррозионной активности, идентичны приведенным в BS EN ISO 9223 ^[2] .

[вверх] Влияние конструкции на коррозию

Основная статья: Влияние конструкции на коррозию

Дизайн и детализация конструкции могут повлиять на долговечность любого нанесенного на нее защитного покрытия.Конструкции, спроектированные с большим количеством мелких конструктивных элементов и креплений, защитить труднее, чем конструкции с большими плоскими поверхностями. Ключевые вопросы, которые следует учитывать, включают:

Общие рекомендации по предотвращению коррозии за счет тщательной проработки деталей проекта можно найти в BS EN ISO 12944-3 ^[3] , а некоторые типичные правила, которые можно и нельзя делать для зданий со стальным каркасом, показаны ниже.

Примеры отделки зданий

[вверху] Подготовка поверхности

Основная статья: Подготовка поверхности

Стальная балка, выходящая из автоматической струйной очистки

Подготовка поверхности — это важнейший первый этап обработки стальной основы перед нанесением любого покрытия, который, как правило, считается наиболее важным фактором, влияющим на общий успех системы защиты от коррозии.

На характеристики покрытия в значительной степени влияет его способность должным образом прилипать к материалу основы. Первоначальное состояние поверхности стали может варьироваться в зависимости от количества остаточной прокатной окалины и степени начальной ржавчины. Однако, как правило, это неудовлетворительная основа для нанесения современных высокоэффективных защитных покрытий. Существует ряд методов подготовки и степеней чистоты, но, безусловно, наиболее важным и важным методом, используемым для тщательной очистки покрытых окалиной и ржавчиной поверхностей, является абразивоструйная очистка.Стандартные степени чистоты для абразивно-струйной очистки в соответствии с ISO 8501-1 ^[4] :

• Sa 1 — Легкая струйная очистка
• Sa 2 — Тщательная струйная очистка
• Sa 2½ — Очень тщательная струйная очистка
• Sa 3 — Пескоструйная очистка до визуально чистой стали

Ручная струйная очистка
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

В процессе подготовки поверхности не только очищается сталь, но и создается подходящий профиль и амплитуда поверхности для получения защитного покрытия.Для высокоструктурированных лакокрасочных покрытий и термически напыленных металлических покрытий требуется грубый угловой профиль поверхности, чтобы обеспечить механический ключ. Это достигается за счет использования абразивных материалов. Дробеструйные абразивы используются для тонкопленочных лакокрасочных покрытий, таких как заводские грунтовки. Разница между дробеструйными и зернистыми абразивами и соответствующими профилями поверхности проиллюстрирована ниже на трехмерных диаграммах, полученных с помощью оборудования для бесконтактного определения характеристик поверхности.

После абразивно-струйной очистки можно исследовать дефекты поверхности и изменения поверхности, возникшие в процессе изготовления, например.грамм. сварка. Определенные дефекты поверхности, появившиеся во время первоначальной обработки стали, не могут отрицательно повлиять на эксплуатационные характеристики покрытия, особенно для конструкций, относящихся к категориям окружающей среды с относительно низким уровнем риска. Однако, в зависимости от конкретных требований к конструкции, может потребоваться дополнительная обработка поверхности для удаления поверхностных дефектов на сварных швах и обрезных кромках, а также растворимых солей для получения приемлемого состояния поверхности для окраски.

[вверх] Лакокрасочные покрытия

Основная статья: Лакокрасочные покрытия

Поперечное сечение многослойной системы окраски

Лакокрасочные покрытия для стальных конструкций разрабатывались на протяжении многих лет в соответствии с промышленным экологическим законодательством и в ответ на требования владельцев мостов и сооружений по повышению долговечности. Краска состоит из пигмента, диспергированного в связующем и растворенного в растворителе.Наиболее распространены методы классификации красок по их пигментации или по типу связующего.

Современная система окраски обычно включает последовательное нанесение покрытий из красок или, альтернативно, красок, наносимых поверх металлических покрытий для образования «дуплексной» системы покрытий. Системы защитной окраски обычно состоят из грунтовки, промежуточных / строительных слоев и финишных слоев. Каждый слой покрытия в любой защитной системе имеет определенную функцию, и различные типы наносятся в определенной последовательности грунтовки, за которой следуют промежуточные / строительные слои в цехе, и, наконец, финишное покрытие (или верхнее покрытие) либо в цехе. или на сайте.

Предварительные грунтовки используются на стальных конструкциях сразу после струйной очистки, чтобы поддерживать поверхность, очищенную струйной очисткой, в состоянии, свободном от ржавчины, на протяжении всего процесса изготовления до окончательной окраски. Эти типы грунтовок не используются перед нанесением покрытий методом термического напыления.

Способ нанесения лакокрасочных систем и условия нанесения существенно влияют на качество и долговечность покрытия.Стандартные методы, используемые для нанесения красок на стальные конструкции, включают нанесение кистью, валиком, обычным воздушным распылением и безвоздушным распылением / электростатическим безвоздушным распылением.

Безвоздушное распыление стало наиболее часто используемым методом нанесения лакокрасочных покрытий на стальные конструкции в контролируемых условиях цеха. Нанесение кистью и валиком чаще всего используется для нанесения на место, хотя также используются методы распыления. Покрытия «полосы», наносимые на края и острые углы, обычно наносятся кистью.

• Безвоздушное напыление на стальные балки мостов

Основными условиями, влияющими на нанесение лакокрасочных покрытий, являются температура стали, окружающей среды и влажность. Их легче контролировать в условиях магазина, чем на месте. При использовании современных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками правильное нанесение становится все более важным для достижения желаемых характеристик. Промышленность признала это и создала схему обучения и сертификации специалистов по нанесению красок (ICATS — Схема обучения специалистов по нанесению промышленных покрытий).Регистрация в ICATS (или в эквивалентной схеме, например, Trainthepainter) впоследствии стала обязательным требованием для работы на мостах Highways England и сооружениях Network Rail.

Безвоздушное распыление краски
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

[вверх] Металлические покрытия

Основная статья: Металлические покрытия

Существует четыре широко используемых метода нанесения металлического покрытия на стальные поверхности.Это горячее цинкование, термическое напыление, гальваника и шлифовка. Последние два процесса не используются для металлоконструкций, но используются для фурнитуры, крепежа и других мелких предметов. В общем, защита от коррозии, обеспечиваемая металлическими покрытиями, в значительной степени зависит от выбора металла покрытия и его толщины и не сильно зависит от способа нанесения.

[вверх] Горячее цинкование

Стальные элементы извлекаются из стандартной ванны горячего цинкования

Горячее цинкование — это процесс, который включает погружение стального компонента, на который будет нанесено покрытие, в ванну расплавленного цинка (примерно при 450 ° C) после травления и флюсования, а затем его извлечение.Погружаемые поверхности равномерно покрыты цинковым сплавом и слоями цинка, которые образуют металлургическую связь с подложкой. Получающееся в результате покрытие является прочным, прочным, стойким к истиранию и обеспечивает катодную (протекторную) защиту любых небольших поврежденных участков, на которых обнажается стальная подложка. Типичная минимальная средняя толщина покрытия для стальных конструкций составляет 85 мкм.

Поперечное сечение горячеоцинкованного покрытия

[вверх] Металлические покрытия с термическим напылением

Поперечное сечение алюминиевого покрытия, нанесенного термическим напылением

Покрытия из цинка, алюминия и цинк-алюминиевых сплавов, нанесенные методом термического напыления, могут обеспечить долговременную защиту от коррозии стальных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред.Металл в виде порошка или проволоки подается через специальный распылитель, содержащий источник тепла, которым может быть кислородное пламя или электрическая дуга. Расплавленные шарики металла выдуваются струей сжатого воздуха на стальную поверхность, предварительно очищенную пескоструйной очисткой. Легирование не происходит, и покрытие состоит из перекрывающихся пластинок металла и является пористым. Затем поры закрываются тонким органическим покрытием, проникающим в поверхность. Важно, чтобы герметик полностью заполнял всю пористость металлического покрытия.

Считается, что адгезия напыленных металлических покрытий к стальным поверхностям носит в основном механический характер. Поэтому необходимо наносить покрытие на чистую шероховатую поверхность, и обычно требуется струйная очистка с использованием грубого абразива.

Дуговое напыление
(видео любезно предоставлено Metallisation)

[вверх] Соответствующие спецификации

Основная статья: Соответствующие спецификации

Общий успех схемы защитного покрытия начинается с хорошо подготовленной спецификации.Это важный документ, который предназначен для предоставления подрядчику четких и точных инструкций о том, что и как это должно быть сделано. Спецификация должна быть составлена ​​кем-то, обладающим соответствующими техническими знаниями, и в ней должно быть четко указано, что требуется, а что практично и достижимо.
Он должен быть написан в логической последовательности, начиная с подготовки поверхности, проходя через каждый слой краски или металла, который нужно нанести, и, наконец, касаясь конкретных областей, напримерсварные швы. Он также должен быть как можно более кратким и содержать всю необходимую информацию. Наиболее важные элементы спецификации следующие:

Большинство стальных мостов защищены в соответствии с требованиями стандартов Highways England и Network Rail. Для других мостов могут быть указаны альтернативные системы и методы покрытия, но аналогично должны применяться те же стандарты и принципы надлежащей практики нанесения покрытий.

[вверх] Инспекция и контроль качества

Основная статья: Инспекция и контроль качества

Набор средств контроля и испытаний

Инспекция является неотъемлемой частью контроля качества.Его цель — проверить, соблюдаются ли требования спецификации, и предоставить клиенту отчет с соответствующими записями. Одним из главных достоинств инспектора по покрытию является четкая письменная спецификация, на которую можно без сомнения ссылаться.

Назначение стороннего инспектора соответствующей квалификации следует рассматривать как вложение в качество, а не только как дополнительные расходы. Инспекция процессов, процедур и материалов, необходимых для защитного покрытия стальных конструкций, имеет жизненно важное значение, поскольку серьезную ошибку даже в одной операции невозможно легко обнаружить после выполнения следующей операции, и, если ее не исправить немедленно, можно значительно снизить ожидаемые жизнь до первого обслуживания.

[вверх] Список литературы

1. ↑ ^{1.0 1.1} BS EN ISO 12944-2: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 2: Классификация окружающей среды, BSI.
2. ↑ ^{2,0 2,1} BS EN ISO 9223: 2012, Коррозия металлов и сплавов — Коррозионная активность атмосферы — Классификация, определение и оценка BSI
3. ↑ BS EN ISO 12944-3: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 3. Соображения по конструкции, BSI.
4. ↑ BS EN ISO 8501-1: 2007, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов.Визуальная оценка чистоты поверхности. Степени ржавления и степени подготовки стальных поверхностей без покрытия и поверхностей после полного удаления предыдущих покрытий, ISO

[вверх] Ресурсы

[вверх] Дополнительная литература

• Д. Дикон и Р. Хадсон (2012 г.), Руководство по проектированию стальных конструкций (7-е издание), глава 36 — Коррозия и предотвращение коррозии, Институт стальных конструкций.
• Д.А. Bayliss & D.H.Deacon (2002), Контроль коррозии стальных конструкций (2-е издание), Spon Press

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Защита от коррозии — SteelConstruction.info

Экономичная защита стальных конструкций от коррозии не вызовет особых проблем для обычных приложений и сред, если факторы, влияющие на долговечность, будут учтены с самого начала.

Есть много стальных конструкций, которые продолжали удовлетворительно эксплуатироваться в течение многих лет даже в неблагоприятных условиях. Первая крупная железная конструкция, мост в Колбрукдейле, Великобритания, просуществовала более 200 лет, а железнодорожный мост Форт, которому более 100 лет, является легендарным.Сегодня доступны современные долговечные защитные покрытия, которые при правильном использовании позволяют увеличить интервалы технического обслуживания и повысить производительность.

Ключ к успеху заключается в распознавании коррозионной активности окружающей среды, которой будет подвергаться конструкция, и в определении четких и подходящих характеристик покрытия. Если сталь находится в сухой отапливаемой внутренней среде, риск коррозии незначителен, и защитное покрытие не требуется. И наоборот, стальная конструкция, подверженная воздействию агрессивной окружающей среды, должна быть защищена с помощью высокоэффективной обработки и, возможно, должна быть спроектирована с учетом технического обслуживания, если требуется увеличенный срок службы.

Оптимальная защитная обработка, сочетающая в себе надлежащую подготовку поверхности, подходящие материалы покрытия, необходимую долговечность и минимальные затраты, достижима с использованием современных технологий обработки поверхности.

[вверху] Коррозия конструкционной стали

Основная статья: Коррозия конструкционной стали

Схематическое изображение механизма коррозии стали

Коррозия конструкционной стали — это электрохимический процесс, требующий одновременного присутствия влаги и кислорода.В отсутствие того и другого коррозия не возникает. По сути, железо в стали окисляется с образованием ржавчины, которая занимает примерно в 6 раз больше объема исходного материала, израсходованного в процессе. Здесь показан общий процесс коррозии.

Помимо общей коррозии, могут возникать различные типы локальной коррозии; биметаллическая коррозия, точечная коррозия и щелевая коррозия. Однако для металлоконструкций это, как правило, несущественно.

Скорость, с которой прогрессирует процесс коррозии, зависит от ряда факторов, относящихся к «микроклимату», непосредственно окружающему конструкцию, главным образом от времени увлажнения и уровня загрязнения атмосферы. Из-за различий в атмосферных условиях данные о скорости коррозии не могут быть обобщены. Однако среды можно широко классифицировать, и соответствующие измеренные скорости коррозии стали служат полезным показателем вероятных скоростей коррозии. Дополнительную информацию можно найти в BS EN ISO 12944-2 ^[1] и BS EN ISO 9223 ^[2] .

Примечания:

• 1 мкм (1 микрон) = 0.001 мм
• ^a Значения потери толщины указаны после первого года воздействия. Убытки могут уменьшиться в последующие годы.
• Значения потерь, используемые для категорий коррозионной активности, идентичны приведенным в BS EN ISO 9223 ^[2] .

[вверх] Влияние конструкции на коррозию

Основная статья: Влияние конструкции на коррозию

Дизайн и детализация конструкции могут повлиять на долговечность любого нанесенного на нее защитного покрытия.Конструкции, спроектированные с большим количеством мелких конструктивных элементов и креплений, защитить труднее, чем конструкции с большими плоскими поверхностями. Ключевые вопросы, которые следует учитывать, включают:

Общие рекомендации по предотвращению коррозии за счет тщательной проработки деталей проекта можно найти в BS EN ISO 12944-3 ^[3] , а некоторые типичные правила, которые можно и нельзя делать для зданий со стальным каркасом, показаны ниже.

Примеры отделки зданий

[вверху] Подготовка поверхности

Основная статья: Подготовка поверхности

Стальная балка, выходящая из автоматической струйной очистки

Подготовка поверхности — это важнейший первый этап обработки стальной основы перед нанесением любого покрытия, который, как правило, считается наиболее важным фактором, влияющим на общий успех системы защиты от коррозии.

На характеристики покрытия в значительной степени влияет его способность должным образом прилипать к материалу основы. Первоначальное состояние поверхности стали может варьироваться в зависимости от количества остаточной прокатной окалины и степени начальной ржавчины. Однако, как правило, это неудовлетворительная основа для нанесения современных высокоэффективных защитных покрытий. Существует ряд методов подготовки и степеней чистоты, но, безусловно, наиболее важным и важным методом, используемым для тщательной очистки покрытых окалиной и ржавчиной поверхностей, является абразивоструйная очистка.Стандартные степени чистоты для абразивно-струйной очистки в соответствии с ISO 8501-1 ^[4] :

• Sa 1 — Легкая струйная очистка
• Sa 2 — Тщательная струйная очистка
• Sa 2½ — Очень тщательная струйная очистка
• Sa 3 — Пескоструйная очистка до визуально чистой стали

Ручная струйная очистка
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

В процессе подготовки поверхности не только очищается сталь, но и создается подходящий профиль и амплитуда поверхности для получения защитного покрытия.Для высокоструктурированных лакокрасочных покрытий и термически напыленных металлических покрытий требуется грубый угловой профиль поверхности, чтобы обеспечить механический ключ. Это достигается за счет использования абразивных материалов. Дробеструйные абразивы используются для тонкопленочных лакокрасочных покрытий, таких как заводские грунтовки. Разница между дробеструйными и зернистыми абразивами и соответствующими профилями поверхности проиллюстрирована ниже на трехмерных диаграммах, полученных с помощью оборудования для бесконтактного определения характеристик поверхности.

После абразивно-струйной очистки можно исследовать дефекты поверхности и изменения поверхности, возникшие в процессе изготовления, например.грамм. сварка. Определенные дефекты поверхности, появившиеся во время первоначальной обработки стали, не могут отрицательно повлиять на эксплуатационные характеристики покрытия, особенно для конструкций, относящихся к категориям окружающей среды с относительно низким уровнем риска. Однако, в зависимости от конкретных требований к конструкции, может потребоваться дополнительная обработка поверхности для удаления поверхностных дефектов на сварных швах и обрезных кромках, а также растворимых солей для получения приемлемого состояния поверхности для окраски.

[вверх] Лакокрасочные покрытия

Основная статья: Лакокрасочные покрытия

Поперечное сечение многослойной системы окраски

Лакокрасочные покрытия для стальных конструкций разрабатывались на протяжении многих лет в соответствии с промышленным экологическим законодательством и в ответ на требования владельцев мостов и сооружений по повышению долговечности. Краска состоит из пигмента, диспергированного в связующем и растворенного в растворителе.Наиболее распространены методы классификации красок по их пигментации или по типу связующего.

Современная система окраски обычно включает последовательное нанесение покрытий из красок или, альтернативно, красок, наносимых поверх металлических покрытий для образования «дуплексной» системы покрытий. Системы защитной окраски обычно состоят из грунтовки, промежуточных / строительных слоев и финишных слоев. Каждый слой покрытия в любой защитной системе имеет определенную функцию, и различные типы наносятся в определенной последовательности грунтовки, за которой следуют промежуточные / строительные слои в цехе, и, наконец, финишное покрытие (или верхнее покрытие) либо в цехе. или на сайте.

Предварительные грунтовки используются на стальных конструкциях сразу после струйной очистки, чтобы поддерживать поверхность, очищенную струйной очисткой, в состоянии, свободном от ржавчины, на протяжении всего процесса изготовления до окончательной окраски. Эти типы грунтовок не используются перед нанесением покрытий методом термического напыления.

Способ нанесения лакокрасочных систем и условия нанесения существенно влияют на качество и долговечность покрытия.Стандартные методы, используемые для нанесения красок на стальные конструкции, включают нанесение кистью, валиком, обычным воздушным распылением и безвоздушным распылением / электростатическим безвоздушным распылением.

Безвоздушное распыление стало наиболее часто используемым методом нанесения лакокрасочных покрытий на стальные конструкции в контролируемых условиях цеха. Нанесение кистью и валиком чаще всего используется для нанесения на место, хотя также используются методы распыления. Покрытия «полосы», наносимые на края и острые углы, обычно наносятся кистью.

• Безвоздушное напыление на стальные балки мостов

Основными условиями, влияющими на нанесение лакокрасочных покрытий, являются температура стали, окружающей среды и влажность. Их легче контролировать в условиях магазина, чем на месте. При использовании современных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками правильное нанесение становится все более важным для достижения желаемых характеристик. Промышленность признала это и создала схему обучения и сертификации специалистов по нанесению красок (ICATS — Схема обучения специалистов по нанесению промышленных покрытий).Регистрация в ICATS (или в эквивалентной схеме, например, Trainthepainter) впоследствии стала обязательным требованием для работы на мостах Highways England и сооружениях Network Rail.

Безвоздушное распыление краски
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

[вверх] Металлические покрытия

Основная статья: Металлические покрытия

Существует четыре широко используемых метода нанесения металлического покрытия на стальные поверхности.Это горячее цинкование, термическое напыление, гальваника и шлифовка. Последние два процесса не используются для металлоконструкций, но используются для фурнитуры, крепежа и других мелких предметов. В общем, защита от коррозии, обеспечиваемая металлическими покрытиями, в значительной степени зависит от выбора металла покрытия и его толщины и не сильно зависит от способа нанесения.

[вверх] Горячее цинкование

Стальные элементы извлекаются из стандартной ванны горячего цинкования

Горячее цинкование — это процесс, который включает погружение стального компонента, на который будет нанесено покрытие, в ванну расплавленного цинка (примерно при 450 ° C) после травления и флюсования, а затем его извлечение.Погружаемые поверхности равномерно покрыты цинковым сплавом и слоями цинка, которые образуют металлургическую связь с подложкой. Получающееся в результате покрытие является прочным, прочным, стойким к истиранию и обеспечивает катодную (протекторную) защиту любых небольших поврежденных участков, на которых обнажается стальная подложка. Типичная минимальная средняя толщина покрытия для стальных конструкций составляет 85 мкм.

Поперечное сечение горячеоцинкованного покрытия

[вверх] Металлические покрытия с термическим напылением

Поперечное сечение алюминиевого покрытия, нанесенного термическим напылением

Покрытия из цинка, алюминия и цинк-алюминиевых сплавов, нанесенные методом термического напыления, могут обеспечить долговременную защиту от коррозии стальных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред.Металл в виде порошка или проволоки подается через специальный распылитель, содержащий источник тепла, которым может быть кислородное пламя или электрическая дуга. Расплавленные шарики металла выдуваются струей сжатого воздуха на стальную поверхность, предварительно очищенную пескоструйной очисткой. Легирование не происходит, и покрытие состоит из перекрывающихся пластинок металла и является пористым. Затем поры закрываются тонким органическим покрытием, проникающим в поверхность. Важно, чтобы герметик полностью заполнял всю пористость металлического покрытия.

Считается, что адгезия напыленных металлических покрытий к стальным поверхностям носит в основном механический характер. Поэтому необходимо наносить покрытие на чистую шероховатую поверхность, и обычно требуется струйная очистка с использованием грубого абразива.

Дуговое напыление
(видео любезно предоставлено Metallisation)

[вверх] Соответствующие спецификации

Основная статья: Соответствующие спецификации

Общий успех схемы защитного покрытия начинается с хорошо подготовленной спецификации.Это важный документ, который предназначен для предоставления подрядчику четких и точных инструкций о том, что и как это должно быть сделано. Спецификация должна быть составлена ​​кем-то, обладающим соответствующими техническими знаниями, и в ней должно быть четко указано, что требуется, а что практично и достижимо.
Он должен быть написан в логической последовательности, начиная с подготовки поверхности, проходя через каждый слой краски или металла, который нужно нанести, и, наконец, касаясь конкретных областей, напримерсварные швы. Он также должен быть как можно более кратким и содержать всю необходимую информацию. Наиболее важные элементы спецификации следующие:

Большинство стальных мостов защищены в соответствии с требованиями стандартов Highways England и Network Rail. Для других мостов могут быть указаны альтернативные системы и методы покрытия, но аналогично должны применяться те же стандарты и принципы надлежащей практики нанесения покрытий.

[вверх] Инспекция и контроль качества

Основная статья: Инспекция и контроль качества

Набор средств контроля и испытаний

Инспекция является неотъемлемой частью контроля качества.Его цель — проверить, соблюдаются ли требования спецификации, и предоставить клиенту отчет с соответствующими записями. Одним из главных достоинств инспектора по покрытию является четкая письменная спецификация, на которую можно без сомнения ссылаться.

Назначение стороннего инспектора соответствующей квалификации следует рассматривать как вложение в качество, а не только как дополнительные расходы. Инспекция процессов, процедур и материалов, необходимых для защитного покрытия стальных конструкций, имеет жизненно важное значение, поскольку серьезную ошибку даже в одной операции невозможно легко обнаружить после выполнения следующей операции, и, если ее не исправить немедленно, можно значительно снизить ожидаемые жизнь до первого обслуживания.

[вверх] Список литературы

1. ↑ ^{1.0 1.1} BS EN ISO 12944-2: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 2: Классификация окружающей среды, BSI.
2. ↑ ^{2,0 2,1} BS EN ISO 9223: 2012, Коррозия металлов и сплавов — Коррозионная активность атмосферы — Классификация, определение и оценка BSI
3. ↑ BS EN ISO 12944-3: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 3. Соображения по конструкции, BSI.
4. ↑ BS EN ISO 8501-1: 2007, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов.Визуальная оценка чистоты поверхности. Степени ржавления и степени подготовки стальных поверхностей без покрытия и поверхностей после полного удаления предыдущих покрытий, ISO

[вверх] Ресурсы

[вверх] Дополнительная литература

• Д. Дикон и Р. Хадсон (2012 г.), Руководство по проектированию стальных конструкций (7-е издание), глава 36 — Коррозия и предотвращение коррозии, Институт стальных конструкций.
• Д.А. Bayliss & D.H.Deacon (2002), Контроль коррозии стальных конструкций (2-е издание), Spon Press

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

5 различных методов предотвращения коррозии

Мы в EonCoat понимаем важность предотвращения коррозии.Ржавчина и другие формы коррозии могут привести к проблемам с безопасностью и нарушить целостность вашего оборудования и расходных материалов. Даже плановое техническое обслуживание по удалению и устранению коррозии может привести к увеличению затрат. К счастью, есть ряд мер, которые можно предпринять, чтобы минимизировать коррозию. Здесь мы выделим пять методов, основанных на стоимости и эффективности.

1. БАРЬЕРНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Один из самых простых и дешевых способов предотвратить коррозию — использовать барьерные покрытия, такие как краска, пластик или порошок.Порошки, включая эпоксидную смолу, нейлон и уретан, прилипают к металлической поверхности, образуя тонкую пленку. Пластик и воск часто распыляют на металлические поверхности. Краска действует как покрытие, защищающее металлическую поверхность от электрохимического заряда, исходящего от коррозионных соединений. Современные системы окраски представляют собой комбинацию различных слоев краски, выполняющих разные функции. Грунтовка действует как ингибитор, промежуточное покрытие увеличивает общую толщину краски, а завершающее покрытие обеспечивает устойчивость к факторам окружающей среды.

Самый большой недостаток покрытий заключается в том, что их часто нужно снимать и наносить повторно. Неправильно нанесенные покрытия могут быстро выйти из строя и привести к повышенному уровню коррозии. Покрытия содержат летучие органические соединения, которые делают их опасными для людей и окружающей среды.

Разрушающееся барьерное покрытие

2. ГОРЯЧЕЕ ГАЛЬВАНИЗАЦИЯ

Этот метод защиты от коррозии заключается в погружении стали в расплавленный цинк. Железо в стали вступает в реакцию с цинком, образуя прочное покрытие из сплава, которое служит защитой.Этот процесс существует уже более 250 лет и используется для защиты от коррозии таких вещей, как художественные скульптуры и игровое оборудование.

К сожалению, цинкование невозможно провести на месте, а это означает, что компании вынуждены снимать оборудование с работы для обработки. Некоторое оборудование может быть просто слишком большим для процесса, что вынуждает компании вообще отказываться от этой идеи. Кроме того, цинк можно отколоть или отслоить. А высокое воздействие элементов окружающей среды может ускорить процесс износа цинка, что приведет к увеличению объема технического обслуживания.Наконец, пары цинка, выделяемые в процессе цинкования, очень токсичны.

3. СТАЛЬ ЛЕГКАЯ (НЕРЖАВЕЮЩАЯ)

Легированная сталь — один из наиболее эффективных методов защиты от коррозии, сочетающий в себе свойства различных металлов для обеспечения дополнительной прочности и устойчивости получаемого продукта. Коррозионно-стойкий никель, например, в сочетании с стойким к окислению хромом дает сплав, который можно использовать в окисленных и восстановленных химических средах.Различные сплавы обеспечивают устойчивость к различным условиям, что дает компаниям большую гибкость.

Несмотря на свою эффективность, легированная сталь очень дорога.

4. КАТОДНАЯ ЗАЩИТА

Катодная защита защищает электрохимическими средствами. Чтобы предотвратить коррозию, активные центры на поверхности металла преобразуются в пассивные за счет подачи электронов из другого источника, обычно с гальваническими анодами, прикрепленными к поверхности или рядом с ней. Металлы, используемые для анодов, включают алюминий, магний или цинк.

Хотя катодная защита очень эффективна, аноды изнашиваются, и их необходимо часто проверять и / или заменять, что может привести к увеличению затрат на техническое обслуживание. Они также увеличивают вес прикрепленной конструкции и не всегда эффективны в средах с высоким удельным сопротивлением.

Трубопровод с катодной защитой

5. EONCOAT — НОВЫЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ АКТИВОВ ОТ КОРРОЗИИ

Выбрать подходящую защиту от коррозии для вашего оборудования непросто.У каждого из вышеперечисленных методов есть свои плюсы и минусы. EonCoat — это экономичное, не требующее обслуживания и простое в применении решение, которое защищает срок службы актива. Он работает с помощью комбинации вышеперечисленных методов. Сначала он легирует металл, а затем создает толстый слой ингибиторов, который устраняет любые повреждения слоя сплава. EonCoat не содержит токсичных химикатов и летучих органических соединений, поэтому является наиболее экологически чистым решением. Независимое тестирование показывает, что это решение является наиболее эффективным и долговечным из всех альтернатив.30-летняя гарантия гарантирует надежную защиту вашего оборудования. Чтобы узнать больше о EonCoat, загрузите нашу БЕСПЛАТНУЮ электронную книгу EonCoat и пройдите наш БЕСПЛАТНЫЙ ускоренный курс из 5 электронных писем.

EonCoat до (слева) и после 18 месяцев наказания соленой водой (справа). Без коррозии и пузырей.

Защита от коррозии стали в конструкциях мостов RCC

Введение

Коррозия — это износ металла в результате химической или электрохимической реакции в окружающей среде, что указывает на повреждение и потерю материала из-за химического воздействия.В этом процессе металл превращается в оксид, соль или другое соединение, которое может привести к развитию ржавчины.

Применение защиты от коррозии — это новая строительная техника, позволяющая избежать потери материалов из-за коррозии. Для защиты от коррозии используются ингибиторы коррозии, бетон с низкой проницаемостью и армированная сталь с покрытием, что значительно снижает количество коррозии армированной стали в новых мостах.

Меры по борьбе с коррозией

Бетон обеспечивает защиту стали от коррозии.Из-за высокой щелочности на поверхности стали автоматически образуется тонкая пассивная пленка оксида железа (Fe2O3). Этот слой эффективно защищает сталь от коррозии и остается эффективным, пока материал сохраняет высокую щелочность. Таким образом, сохраняя щелочную среду, можно эффективно предотвратить коррозию стали и обеспечить долговечность конструкции. Щелочная среда должна поддерживаться дольше, делая бетон непроницаемым.Факторы, влияющие на коррозию арматурных стальных стержней, залитых в бетон, зависят от количества хлорид-ионов в бетоне, удельного сопротивления бетона, температуры и микроструктуры бетона. Характеристики конструкционных материалов арматурных стержней и цементобетона рассматриваются в обзорных курсах экзамена SE.

Методы контроля коррозии

Механические методы: Физические барьеры, препятствующие доступу хлоридов, кислорода и влаги к арматурной стали.

Электрохимические методы: Этот метод заставляет стальные арматурные стержни быть катодными. Он включает извлечение хлоридов и защиту.

Вышеуказанные методы широко используются для предотвращения коррозии; Квалифицированный инженер-строитель, прошедший аттестацию по инженерно-строительным работам, порекомендует метод реализации каждого проекта.

Как предотвратить коррозию стали в бетоне

Основной проблемой железобетонной конструкции является ее износ.Стоимость ремонта изношенных конструкций стала серьезной проблемой для дорожных агентств. Основная причина порчи — растрескивание, отслоение и расслоение. Чтобы свести к минимуму развитие коррозии стали в бетоне, необходимо предпринять следующие шаги:

• Избегать сильно перегруженной арматуры на пересечении балок и колонн
• Избегать использования материалов, ускоряющих процесс коррозии
• Очистить арматуру для удаления окалины ржавчины перед укладкой бетона
• Обеспечить катодную защиту стали
• Используйте высококачественный непроницаемый бетон, а также точное водоцементное соотношение. инженеры, которые заинтересованы в том, чтобы стать сертифицированным профессиональным инженером-строителем.

  Методы защиты армированной стали от коррозии

  Методы защиты используются для улучшения адгезии эпоксидных покрытий к стали. Один из методов включает предварительную обработку стали без покрытия хроматом цинка. Эта процедура используется для всей арматуры с эпоксидным покрытием. Арматурная сталь с эпоксидным покрытием является одной из систем защиты при строительстве новых мостовых настилов. Нитрит кальция [Ca (NO2) 2] — самый популярный неорганический ингибитор коррозии, который используется для предотвращения реакций с ионами хлора на стальных поверхностях.Использование добавки ингибитора коррозии в бетоне обеспечивает адекватную защиту от коррозии.

  Катодная защита | Целостность бетона

  Бетон прочен на сжатие, но слаб при растяжении. Вот почему мы используем сталь для создания железобетона. Но одним из ограничений использования стали для армирования бетона является возможность коррозии, которая вызовет повреждение бетона и, в конечном итоге, снизит прочность конструкции. Фактически, со многими конструкциями, которые начинают терять свою прочность, коррозия является наиболее частой причиной проблем с долговечностью бетона.

  Катодная защита — это метод борьбы с коррозией в железобетоне. Есть два типа катодной защиты, наложенный ток.

  Защита от наложенного тока использует внешний источник постоянного тока, чтобы убедиться, что ток достаточно силен для защиты металла от элементов. ICCP, например, с титановыми анодами Lida MMO, дает вам высокий уровень защиты, но требует мониторинга, например, с помощью системы StructureView, чтобы гарантировать ее постоянный успех.

  Искусственный анод из расходуемого металла с гальванической защитой — это область, которая должна подвергаться коррозии и ржавчине. Несущая или структурная арматура защищена и не подвержена коррозии. Например, встроенные гальванические аноды, такие как Galvashield XP, используются для продления срока службы бетонных заплат.

  Vector Construction — это контракт по катодной защите со штатными сотрудниками, сертифицированными NACE специалистом по катодной защите и техническими специалистами.