Тенденции антикоррозионной защиты
на предприятиях

В современном мире коррозия металлов и защита их от коррозии является одной из важнейших научно-технических и экономических проблем. По оценкам специалистов разных стран потери в промышленном производстве от коррозии составляют от 2 до 4 % от валового национального продукта каждой страны.

Коррозия - это самопроизвольный процесс химического или электрохимического взаимодействия металла с окружающей средой, в результате которого происходит окисление и разрушение металла. Для протекания коррозии по большому счету необходимы: кислород, вода, металл. Поэтому коррозия проистекает практически всегда. Одним из наиболее распространенных и доступных способов антикоррозионной защиты являются лакокрасочные покрытия. В условиях региона с развитой химической промышленностью степень коррозийности среды достаточно велика, поэтому правильный выбор антикоррозионного лакокрасочного покрытия крайне актуален.

Чрезвычайно ценным информативным руководством при выполнении антикоррозионных работ является международный стандарт ISO 12944-98 "Защита стальных конструкций системами защитных покрытий". Данный стандарт включает в себя 8 частей, освещающих следующие вопросы:

1. Общие положения (термины и понятия о коррозии).
2. Классификация условий окружающей среды.
3. Вопросы проектирования конструкций.
4. Типы поверхностей и их подготовка.
5. Комбинации защитных красок.
6. Лабораторные методы тестирования.
7. Составление спецификаций для новых конструкций и для ремонтной окраски.

Условия окружающей среды

ISO 12944 выделяет 6 атмосферных категорий (от С-1 до С-5I,M, табл.1) и 3 категории коррозийности в воде и почве (Im1-Im3, табл.2). В зависимости от категории коррозийности стандарт рекомендует схемы покрытий по типу связующего, по толщине покрытий и по количеству слоев.

Лакокрасочные материалы

Ассортимент ЛКМ достаточно широк. При выборе лакокрасочной системы необходимо учитывать целый ряд эксплуатационных, технологических и экономических факторов, в том числе:

-материал окрашиваемой конструкции;
-требуемая долговечность покрытия;
-тип окружающей среды / климата;
-необходимая степень подготовки поверхности;
-ремонтопригодность;
-совместимость с другими методами защиты (например, с катодной);
-технологичность нанесения ЛКМ;
-требования по декоративности Пк;
-требования взрыво- и пожаробезопасности, санитарно-гигиенические требования;
-экономическая целесообразность.

Таблица 1. Категории коррозии при атмосферных условиях окружающей среды по стандарту ISO 12944-2

Категории коррозии	Потеря массы и толщины низкоуглеродистой стали (первый год эксплуатации)		Типичные примеры для умеренного климата
Категории коррозии
	Потеря массы, г/м2	уменьшение толщины, мкм	снаружи	внутри
С1 незначительная	Более 10	Более 1,3	-	Обогреваемые здания с нейтральной атмосферой, например: офисы, магазины, школы, гостиницы
С2 низкая	10 - 200	1,3 - 25	Атмосфера с незначительным загрязнением. В основном сельские районы	Неотапливаемые здания, где выступает конденсация, например: склады, спортзалы
С3 средняя	200 - 400	25 - 50	Атмосфера города и промышленных зон. Умеренное загрязнение двуокисью серы	Производственные помещения с высокой влажностью и слабым загрязнением воздуха, например: по производству продуктов питания, прачечные, пивоварни, молокозаводы
С4 высокая	400 - 650	50 - 80	Промышленные районы и побережье с умеренной концентрацией солей	Химические сооружения, бассейны, домики над водой
С4 высокая	400 - 650	50 - 80	Промышленные районы и побережье с умеренной концентрацией солей	Химические сооружения, бассейны, домики над водой
С5-I очень высокая (промышленная)	650 - 1500	80 - 200	Промышленные районы с высокой влажностью и агрессивной атмосферой	Здания или зоны с почти постоянной конденсацией и сильным загрязнением
C5-M очень высокая (морская)	650 - 1500	80 - 200	Прибрежные зоны с высокой концентрацией солей	Здания или зоны с почти постоянной конденсацией и сильным загрязнением

В среде СЗ та же сталь уже теряет от 25 до 50 микрон толщины в год, или 0,5 - 2 миллиметра в 20 - 40 лет, а в более агрессивной среде С5-М первоначальные показатели (для среды С1) уже возрастают более, чем в 60 -150 раз, что составляет 80 - 200 микрон в год, или 1,6 - 8 миллиметров в 20 - 40 лет. Если не принять соответствующих мер, то при подобном разрушении одна часть металлоконструкций существенно утратит свои характеристики прочности и непроницаемости, а другая - может и вовсе перестать существовать.

Следует отметить, что всё вышесказанное относится к случаям непосредственного воздействия естественной окружающей среды на металл. Ситуации с присутствием дополнительных химикатов в виде перевозимых, хранимых или случайно разлитых грузов в данном контексте не рассматриваются. Но нередко встречаются случаи, когда воздействие естественной сред может оказаться лишь частичным, т.е. в той или иной степени ослабленным. Это относится к тем поверхностям, которые лишь частично подвержены контакту с окружающей атмосферой.

Таблица 2. Категории коррозии в воде и почве по ISO 12944-2

Категории коррозии	Окружающая среда	Типичные примеры окружающей среды и металлоконструкций
Im1	пресная вода	конструкции на реках, ГЭС
Im2	морская и солоноватая вода	прибрежные сооружения, портовые зоны с металлоконструкциями, ворота шлюзов, плотины
Im3	почва	емкости в почве, металлические конструкции и трубы

Образование лакокрасочного покрытия из наиболее часто используемых ЛКМ, как правило, происходит по 3-м механизмам (табл.3):

Физически высыхающие ЛКМ - покрытие образуется за счет физического процесса испарения растворителей (ХП, КЧ, ХВ, ХС), при этом качество образовавшегося покрытия практически не зависит от температуры окружающей среды (температура оказывает влияние лишь на скорость высыхания). Поэтому такие ЛКМ могут наноситься при отрицательных температурах.
Химически отверждаемые - покрытие образуется за счет химической реакции отверждения с использованием сшивающих агентов (эпоксидные, полиуретановые). Оптимальная степень сшивки достигается при температуре выше +10оС. Такие материалы обладают максимальными прочностными, антикоррозионными свойствами, химической стойкостью в различных средах, водостойкостью.
Отверждаемые кислородом воздуха - покрытие образуется за счет окислительной реакции связующего с кислородом воздуха (ГФ, ПФ, МА, олифы), качественная реакция возможна только при температуре выше 5оС (при более низкой температуре ЛКМ высохнет физически, но реакции взаимодействия связующего и кислорода не произойдет, из-за чего не будут обеспечены защитные и механические свойства покрытия). Такие материалы хорошо пропитывают ржавчину и не дают ей распространяться, поэтому допускают некоторую толерантность при подготовке поверхности.

Таблица 3. Особенности покрытий различных типов ЛКМ

ЛКМ	Преимущества	Недостатки
ЛКМ физического высыхания
Акриловые	Отличная атмосферо- и свето- стойкость; Превосходные декоративные свойства Хорошая межслойная адгезия и адгезия к окрашиваемой поверхности;	Низкий сухой остаток (до 50%); Небольшая толщина одного слоя (20-30 мкм); Низкая стойкость к растворителям;
Сополимервинилхлоридные (ХВ, ХС)	Возможность нанесения при отрицательных температурах (до - 10^оС); Быстрое высыхание; Хорошая водо- и атмосферостойкость; Высокая эластичность и прочность при ударе; Простота ремонта;	Необходимость тщательной подготовки поверхности; Небольшая толщина одного слоя (40-50 мкм); Низкая стойкость к растворителям;
Хлоркаучуковые	Возможность нанесения при отрицательных температурах (до -15^оС); Хорошая водо-, кислото-, щелочестойкость; Пониженная горючесть покрытия благодаря содержанию хлора; Относительно непродолжительное время межслойной сушки; Простота ремонта;	Низкая стойкость к растворителям и нефтепродуктам; Небольшая толщина одного слоя (50-70 мкм); Низкий сухой остаток (не более 50%); Необходимость тщательной подготовки поверхности Ухудшение физико-механических свойств под воздействием солнечного света;
ЛКМ, отверждаемые кислородом воздуха
Алкидные	Однокомпонентность; Относительно низкая стоимость; Толерантность к качеству подготовки поверхности (St 2): масла, входящие в состав хорошо проникают в ржавчину, пропитывают ее и не позволяют дальнейшего распространения; Хорошая адгезия к металлу, дереву, минеральным подложкам; Высокая технологичность, хорошая растекаемость; Высокие декоративные свойства; Хорошая межслойная адгезия; Простота ремонта;	Длительное время высыхания; Нанесение при температуре выше +5^оС; Большое содержание органических растворителей; Небольшая толщина слоя (25-30 мкм); Небольшой срок эксплуатации;
Химически отверждаемые ЛКМ
Эпоксидные	Хорошая адгезия (наилучшая, благодаря большому числу полярных групп); Высокая механическая прочность; Высокий сухой остаток; Большая толщина слоя; Отличная водостойкость; Устойчивость к воздействию нефти, нефтепродуктов, многих растворителей; Высокая химическая стойкость к агрессивным газам, кислотам, щелочам (при кратковременном воздействии); Высокая долговечность;	Двухкомпонентность, ограниченная жизнеспособность после смешения; Высокие требования к климатическим условиям нанесения. Химическая реакция отверждения может проистекать с нормальной скоростью и качестенно только при температуре не менее +10^оС; Высокие требования к подготовке поверхности; Жесткие требования по интервалу перекрытия;
Полиуретановые	Превосходные декоративные свойства; Высокая атмосферостойкость и светостойкость; Отличная износостойкость и эластичность; Высокий сухой остаток (для защитных составов); Большая толщина слоя; Более высокая химическая стойкость к агрессивным газам, кислотам, щелочам, чем у эпоксидов; Устойчивость к растворителям, в т.ч. ароматическим; Устойчивость к нефти и нефтепродуктам; Отличная водостойкость; Высокая долговечность;	Двухкомпонентность, ограниченная жизнеспособность после смешения; Высокие требования к подготовке поверхности (для защитных ЛКМ); Токсичность при нанесении;

Для надежной антикоррозионной защиты в условиях региона с развитой химической промышленностью рекомендуются отверждаемые эпоксидные и полиуретановые системы, обеспечивающие при правильной технологии окраски наибольшую долговечность и наилучшую защиту от коррозии.

Как правило, при окраске используется не одна краска, а целая система покрытий, в этом случае всегда возникает вопрос совместимости наносимых лакокрасочных покрытий. При выборе схемы покрытий оптимальной по совместимости будет система, удовлетворяющая простому правилу совместимости ЛКМ:

Тенденции антикоррозионной защиты на предприятиях

Условия окружающей среды

Лакокрасочные материалы

Тенденции антикоррозионной защиты
на предприятиях