Незащищенный металл подвергается сильному воздействию окружающей среды, что приводит к разрушению внутренней или внешней поверхности. Потери изделия в год составляют до 10%. Есть прямые и косвенные потери. К первым относятся случаи, когда изделие полностью пришло в негодность. При втором варианте значительно снижаются эксплуатационные характеристики.
Коррозия – это разрушение стенок металла за счет его взаимодействия, в первую очередь, с кислородом (окисление).
Антикоррозийная защита – это нанесение на поверхность металлической конструкции защитного покрытия, например, сплавов или лакокрасочных материалов. Их основная задача – защитить изделие от коррозии или свести потери к минимуму без ущерба эксплуатационным характеристикам, продлить срок службы.
Коррозия
С точки зрения физики и химии, коррозия – это феномен, вследствие которого на молекулярном уровне разрушается металл, дерево и бетон под воздействием агрессивных условий окружающей среды.
Скорость «разъедания» металла унифицирована, если материалы одинаковые. Однако разные условия (температура, влажность, давление, кислотность грунта) существенно влияют на потери металла.
От интенсивности коррозийных процессов в трубопроводе (измеряется в мм/год) все стали делятся на три вида:
- Мало подверженные (до 0.1 мм/год) – 09г2с, 314, 316, 95х18.
- Среднекоррозийные (до 0.5 мм/год) – 20х13, 08х13.
- Агрессивные (более 0.5 мм/год).
На скорость коррозии также влияет сопротивление почвы электричеству. Зная этот параметр, можно рассчитать активность окисления металла. Это объясняется составом почвы, где есть жидкие электролиты (растворенные соли), которые при контакте разъедают стенки труб.
Различают активную и пассивную защиту трубопроводов. Если это наземная коммуникация, то ее покрывают лакокрасочными составами или цинком.
Методы защиты металла от коррозии
Рассмотрим популярные методы защиты металла от воздействия агрессивных сред:
- Катодная защита – на металл подается потенциал с отрицательным значением. Тогда электроды инертного типа становятся анодами, а труба катодом.
- Изоляция труб битумом, стеклохолстом и полиэтиленом – защищает металл при установке трубопровода в песчаной, каменистой или глинистой почвах.
- Полимерная изоляция – высокий диапазон температур и хорошие диэлектрические свойства. Однако со временем покрытие сползает и трескается на трубе из-за низкой адгезии со сталью.
- Пенополиуретановая изоляция – впрыскивается между изделием и полиэтиленовой изоляцией.
- Лаки на базе битумной смеси – дешевый и простой в использовании материал для защиты металла. При сильных температурных перепадах (слишком высокая или крайне низкая температура) покрытие становится хрупким.
- Цинкосодержащие грунтовки – они используются для чугунных конструкций, проложенных в условиях тумана из воды и соли. Когда частички цинка контактируют с влажным воздухом, они частично разрушается. Продукты распада реакции создают защитный барьер, который не дает солям разъедать изделие.
- Покрытия-ингибиторы – либо создают пленку, защищающую металл от кислорода и углекислого газа, либо связывать свободные радикалы в почве, снижая скорость окисления в грунте.
Для наземных трубопроводов чаще используются струйную очистку и разные эпоксидные покрытия.
Смазки против коррозии выполняют роль временной защиты. Чтобы не допустить внутреннюю коррозию, используются цементные составы или специальные лаки, которые наносятся слоем в 3-5 мм.
Виды и свойства антикоррозийных покрытий
Рассмотрим подробнее преимущества и недостатки разных антикоррозийных покрытий.
Битумные, рулонные, с изольными мастиками создаются в заводских условиях. Ограничений по диаметру трубопровода нет.
Преимущества:
- Отсутствуют жесткие требования к подготовке обрабатываемой поверхности.
- Доступность материалов.
- Низкая стоимость.
Недостатки:
- Быстрое старение и охрупчивание составов при высоких или низких температурах.
- Низкая адгезия материала.
- Пожароопасные.
- Неудобно работать с рулонными материалами при работах по ремонту или восстановлению магистралей.
Минимальная толщина нанесения – 2-6 мм.
Лакокрасочное покрытие в виде кремний органических и органосиликатных эмалей создаются в заводских условиях в соответствии с ГОСТ 9.402-80. Защитное покрытие не привязано к диаметру трубопровода. Минимальная толщина нанесения – 150-250 мкм.
Преимущества:
- Высокая термостойкость.
- Доступность материала.
- Высокие параметры удельного электрического сопротивления.
Недостатки:
- Высокая токсичность.
- Повышенная требования к подготовке поверхности.
- Недопустимость попадания влаги в момент нанесения.
- Длительная подготовка материала для нанесения (5-6 часов).
Стеклоэмалевое покрытие бывает только заводским. Здесь есть ограничения по максимальному диаметру трубопровода. Толщина слоя не менее 300-400 мкм.
Преимущества:
- Долговечность.
- Универсальность (используются для защиты металла внутри и снаружи).
Недостатки:
- Покрытие чувствительно к механическому воздействию.
- Не отработана технология защиты сварных швов от коррозии.
- Повышенная требования к подготовке поверхности перед нанесением.
- Высокая стоимость материала.
Металлизация производится в заводских условиях. Минимальная толщина нанесения – 300 мкм. За основу берут цинк или алюминий.
Преимущества:
- Высокая устойчивость к температурам.
- Устойчивость к механическому воздействию.
- Можно использовать в качестве внутреннего защитного покрытия.
Недостатки:
- Для защиты стыков дополнительно используются органосиликатные эмали.
- Высокие требования к обработке подверженной коррозии поверхности.
- Высокая стоимость материала.
Оборудование для антикоррозийной обработки труб
Вручную обработка поверхности трубы не проводится. Для этого используются специальные агрегаты, распыляющие защитные составы под высоким давлением. Иногда изделия полностью окунают в покрытие или обливают сверху.
Например, установка УБР-3 используется для безвоздушного распыления лакокрасочных составов с предварительным прогревом. Есть и ручной пистолет-распылитель СО-24 и СО-21. Их используют для напыления на поверхность металла составов с вязкостью более 60 м.
На рынке популярны следующие антикоррозийные составы:
- «Нержамет» – это эмаль против коррозии, которая наносится на предварительно очищенную поверхность. Вещество можно использовать при ремонте трубопроводов, обработки покрытых ржавчиной изделий.
- «Нержалюкс» – состав на основе лако-красочных материалов с высокой степенью адгезии.
- Краска «Цикроль» – материал используются для обработки трубопроводов из стали с цинковым покрытием.
- «Фосфоргрунт» – защищает цветные и черные металлы от коррозии.
Теперь у вас не возникает вопросов по поводу того, зачем нужно антикоррозийное покрытие трубы. На рынке масса составов, препятствующих окислению металла.
