Материалы коррозия защита: ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ • Большая российская энциклопедия

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ • Большая российская энциклопедия

Авторы: В. А. Сафонов

ЗАЩИ́ТА ОТ КОРРО́ЗИИ, ком­плекс мер, на­прав­лен­ных на сни­же­ние ско­ро­сти кор­ро­зии ма­те­риа­лов. Под ма­те­риа­ла­ми в пер­вую оче­редь под­ра­зу­ме­ва­ют­ся ме­тал­лы, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся в ка­че­ст­ве кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов или вхо­дят в их со­став. По­сколь­ку имен­но ме­тал­лы оп­ре­де­ля­ют осн. экс­плуа­та­ци­он­ные ха­рак­те­ри­сти­ки из­де­лий из кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов, при­ня­то го­во­рить о З. отк. кон­крет­ных объ­ек­тов, напр. тру­бо­про­во­дов, раз­ных ви­дов транс­пор­та, жел.-бе­тон. кон­ст­рук­ций, под­зем­ных со­ору­же­ний. Ме­то­ды З. отк. мож­но раз­бить на сле­дую­щие груп­пы: ме­то­ды по­вы­ше­ния кор­ро­зи­он­ной стой­ко­сти ма­те­риа­ла, изо­ля­ции ма­те­риа­ла от хи­ми­че­ски аг­рес­сив­ной и кор­ро­зи­он­ной сре­ды, сни­же­ния аг­рес­сив­но­сти сре­ды, а так­же элек­тро­хи­мич. ме­то­ды. Вы­бор ме­то­да З. отк. или (ча­ще все­го) их ком­би­на­ции оп­ре­де­ля­ет­ся функ­цио­наль­ны­ми осо­бен­но­стя­ми и ус­ло­вия­ми экс­плуа­та­ции за­щи­щае­мо­го из­де­лия (кон­ст­рук­ции), а так­же эко­но­мич. со­об­ра­же­ния­ми.

Ес­ли нель­зя из­бе­жать кон­так­та кон­ст­рук­ци­он­но­го ма­те­риа­ла с аг­рес­сив­ной сре­дой, при­ме­ня­ют ме­тал­лы с по­вы­шен­ной кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью. Прак­ти­че­ски важ­ны­ми кор­ро­зи­он­но­стой­ки­ми кон­ст­рук­ци­он­ны­ми ма­те­риа­ла­ми яв­ля­ют­ся алю­ми­ний, медь, ни­кель, ти­тан и спла­вы на их ос­но­ве. Ес­ли кон­ст­рук­ци­он­ный ма­те­ри­ал не об­ла­да­ет дос­та­точ­ной кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью, осн. ме­талл ле­ги­ру­ют эле­мен­та­ми, сни­жаю­щи­ми ско­рость кор­ро­зии. Так, ос­но­вой мн. кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов яв­ля­ет­ся склон­ное к кор­ро­зии же­ле­зо. При его ле­ги­ро­ва­нии хро­мом или ни­ке­лем по­лу­ча­ют стой­кие к ат­мо­сфер­ной кор­ро­зии не­ржа­вею­щие ста­ли; раз­ра­бо­та­ны ста­ли, ус­той­чи­вые к воз­дей­ст­вию рас­тво­ров азот­ной, сер­ной и ор­га­нич. ки­слот, ще­ло­чей. Под­би­рая ле­ги­рую­щие ком­по­нен­ты, мож­но рас­ши­рить об­ласть при­ме­не­ния кон­ст­рук­ци­он­но­го ма­те­риа­ла. Напр., ле­ги­ро­ва­ние ме­дью зна­чи­тель­но по­вы­ша­ет стой­кость ря­да ме­тал­лов к кор­ро­зии в вос­ста­но­ви­тель­ных сре­дах, в мор­ской во­де, ле­ги­ро­ва­ние хро­мом – к воз­дей­ст­вию окис­ли­тель­ных сред. Эко­но­ми­че­ски вы­год­ным яв­ля­ет­ся по­верх­но­ст­ное ле­ги­ро­ва­ние: на по­верх­но­сти не­до­ро­го­го и не­дос­та­точ­но кор­ро­зи­он­но­стой­ко­го ме­тал­ла соз­да­ют тон­кий слой спла­ва с вы­со­кой кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью (напр., пу­тём диф­фу­зи­он­но­го цин­ко­ва­ния, хро­ми­ро­ва­ния). Для З. отк. ши­ро­ко ис­поль­зу­ют так­же элек­тро­хи­мич. ме­то­ды на­не­се­ния тон­ких (обыч­но де­сят­ки мкм) сло­ёв из $\ce{Ni, Cr, Zn, Cd}$ и др. ме­тал­лов. Кро­ме ле­ги­ро­ва­ния важ­ным в прак­ти­ке З. отк. (осо­бен­но от ло­каль­ных ви­дов кор­ро­зии) яв­ля­ет­ся уда­ле­ние из кон­ст­рук­ци­он­но­го ма­те­риа­ла вред­ных при­ме­сей, ко­то­рые мо­гут об­ра­зо­вы­вать с осн. ме­тал­лом ло­каль­ные галь­ва­нич. эле­мен­ты. Для это­го при­ме­ня­ют спец. тер­ми­че­скую и др. спо­со­бы об­ра­бот­ки ма­те­риа­лов.

Для изо­ля­ции ме­тал­лов от аг­рес­сив­ной сре­ды ис­поль­зу­ют­ся за­щит­ные ан­ти­кор­ро­зи­он­ные по­кры­тия. Ме­тод при­ме­ня­ют в тех слу­ча­ях, ко­гда по­кры­тие не на­ру­ша­ет ра­бо­ту кон­ст­рук­ции (из­де­лия). Напр., в тру­бо­про­вод­ном транс­пор­те для внеш­ней изо­ля­ции труб от грун­то­вых вод и ат­мо­сфер­ной вла­ги ис­поль­зу­ют од­но­слой­ные по­ли­эти­ле­но­вые или мно­го­слой­ные на ос­но­ве би­ту­ма, ка­мен­но­уголь­но­го пе­ка и по­ли­эти­ле­но­вых плё­нок по­кры­тия. Боль­шое рас­про­стра­не­ние в строи­тель­ст­ве, ав­то­мо­биль­ной пром-сти, су­до­строе­нии, про­из-ве бы­то­вой тех­ни­ки и др. по­лу­чи­ли ла­ко­кра­соч­ные и по­ли­мер­ные по­кры­тия (в ча­ст­но­сти, из пла­ст­масс на ос­но­ве эпок­сид­ных и по­ли­уре­та­но­вых смол), стек­ло­вид­ные эма­ли. Рас­про­стра­не­ны так­же кон­вер­си­он­ные по­кры­тия – плён­ки из стой­ких со­еди­не­ний за­щи­щае­мо­го ме­тал­ла (фос­фат­ные, ок­сид­ные, хро­мат­ные и др.), ко­то­рые фор­ми­ру­ют­ся при хи­мич. или элек­тро­хи­мич. об­ра­бот­ке по­верх­но­сти; на эти плён­ки на­но­сят ла­ко­кра­соч­ные по­кры­тия. За­щит­ные по­кры­тия час­то иг­ра­ют де­ко­ра­тив­ную роль. Для за­щи­ты де­та­лей слож­ной фор­мы при­ме­ня­ют ме­тод элек­тро­фо­ре­тич. на­не­се­ния по­кры­тий. Пер­спек­тив­но ис­поль­зо­ва­ние в ка­че­ст­ве за­щит­ных по­кры­тий тон­ких плёнок элек­тро­про­во­дя­щих по­ли­ме­ров; та­кие плён­ки фор­ми­ру­ют­ся пу­тём элек­тро­хи­мич. по­ли­ме­ри­за­ции.

Эф­фек­тив­ным ме­то­дом З. отк. яв­ля­ет­ся сни­же­ние кон­цен­тра­ции вы­зы­ваю­щих кор­ро­зию ком­по­нен­тов в сре­дах, с ко­то­ры­ми кон­так­ти­ру­ют ме­тал­лы. Напр., уда­ле­ние рас­тво­рён­ных ки­сло­ро­да и ди­ок­си­да уг­ле­ро­да из вод­ных рас­тво­ров на­гре­ва­ни­ем при по­ни­жен­ном дав­ле­нии, про­дув­кой инерт­ны­ми га­за­ми по­зво­ля­ет рез­ко сни­зить кор­ро­зию же­ле­за, ста­лей, ме­ди и её спла­вов. Су­ще­ст­вен­но сни­зить аг­рес­сив­ность рас­тво­ров мож­но, до­бав­ляя в них не­боль­шие ко­ли­че­ст­ва (обыч­но до­ли %) ин­ги­би­то­ров кор­ро­зии – спец. ве­ществ, в при­сут­ст­вии ко­то­рых ско­рость кор­ро­зии рез­ко умень­ша­ет­ся. Дей­ст­вие ин­ги­би­то­ров ос­но­ва­но на их ад­сорб­ции на по­верх­но­сти ме­тал­ла, об­ра­зо­ва­нии на по­верх­но­сти ме­тал­ла за­щит­ной плён­ки из труд­но­рас­тво­ри­мых про­дук­тов кор­ро­зии, а так­же сме­ще­нии элек­трод­но­го по­тен­циа­ла ме­тал­ла ли­бо в сто­ро­ну бо­лее от­ри­ца­тель­ных зна­че­ний от­но­си­тель­но по­тен­циа­ла кор­ро­зии, ли­бо в по­ло­жи­тель­ном на­прав­ле­нии в об­ласть пас­сив­но­го со­стоя­ния (см. в ст. Пас­сив­ность ме­тал­лов). В ка­че­ст­ве не­ор­га­нич. ин­ги­би­то­ров при­ме­ня­ют фос­фа­ты, бо­ра­ты и др. со­ли не­ор­га­нич. ки­слот, а так­же пе­рок­си­ды. Ор­га­нич. ин­ги­би­то­ры обыч­но ис­поль­зу­ют для за­щи­ты ме­тал­лов в кис­лых сре­дах; в ка­че­ст­ве та­ких ин­ги­би­то­ров при­ме­ня­ют азот-, ки­сло­род- и се­ро­со­дер­жа­щие ге­те­ро­цик­лич. со­еди­не­ния, про­из­вод­ные жир­ных ки­слот, тио­мо­че­ви­ны и др. Эф­фек­тив­ны­ми ме­то­да­ми за­щи­ты от ат­мо­сфер­ной кор­ро­зии яв­ля­ют­ся сни­же­ние в воз­ду­хе кон­цен­тра­ции ок­си­дов азо­та, се­ро­со­дер­жа­щих га­зов и др. ком­по­нен­тов пром. вы­бро­сов, во влаж­ных сре­дах – соз­да­ние ус­ло­вий, пре­пят­ст­вую­щих на­ко­п­ле­нию на ме­тал­лич. по­верх­но­сти гиг­ро­ско­пич. про­дук­тов кор­ро­зии и разл. за­гряз­не­ний, а для ма­те­риа­лов, экс­плуа­ти­руе­мых в за­кры­тых по­ме­ще­ни­ях, – фильт­ра­ция и кон­ди­цио­ни­ро­ва­ние воз­ду­ха, под­дер­жа­ние темп-ры нес­коль­ко вы­ше темп-ры точ­ки ро­сы.

Элек­тро­хи­ми­че­ская (ка­тод­ная и анод­ная) З. отк. ос­но­ва­на на за­ви­си­мо­сти ско­ро­сти кор­ро­зии от зна­че­ния элек­трод­но­го по­тен­циа­ла ме­тал­ла. Су­ще­ст­ву­ет два ва­ри­ан­та ка­тод­ной за­щи­ты. В пер­вом – за­щи­та с на­ло­жен­ным то­ком – че­рез за­щи­щае­мый ме­талл, ко­то­рый кон­так­ти­ру­ет с про­во­дя­щей элек­трич. ток сре­дой, от внеш­не­го ис­точ­ни­ка с по­мо­щью инерт­ных вспо­мо­га­тель­ных элек­тро­дов про­пус­ка­ют ка­тод­ный ток. При этом элек­трод­ный по­тен­ци­ал ме­тал­ла сме­ща­ет­ся в от­ри­ца­тель­ном на­прав­ле­нии от­но­си­тель­но зна­че­ний, при ко­то­рых про­те­ка­ет кор­ро­зия. Этот ва­ри­ант обыч­но при­ме­ня­ют для З. отк. про­тя­жён­ных под­зем­ных ме­тал­лич. кон­ст­рук­ций (напр., тру­бо­про­во­дов, разл. ка­бе­лей). Пре­иму­ще­ст­во – воз­мож­ность лег­ко под­дер­жи­вать элек­трод­ный по­тен­ци­ал ма­те­риа­ла в не­об­хо­ди­мых пре­де­лах. Во вто­ром ва­ри­ан­те ка­тод­ной за­щи­ты (галь­ва­нич. за­щи­та) ме­тал­лич. кон­ст­рук­цию не­по­сред­ст­вен­но со­еди­ня­ют с мас­сив­ным элек­тро­дом из бо­лее элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го, чем ком­по­нен­ты ма­те­риа­ла кон­ст­рук­ции, ме­тал­ла (напр. , из $\ce{Zn, Mg}$, не­ко­то­рых спла­вов). Рас­тво­ря­ясь, этот элек­трод (т. н. жерт­вен­ный анод) обес­пе­чи­ва­ет про­те­ка­ние ка­тод­но­го то­ка к за­щи­щае­мо­му ме­тал­лу и сме­ще­ние элек­трод­но­го по­тен­циа­ла ме­тал­ла в от­ри­ца­тель­ном на­прав­ле­нии от­но­си­тель­но по­тен­циа­ла кор­ро­зии. Дан­ный ме­тод ис­поль­зу­ют для З. отк. кор­пу­сов мор­ских су­дов, мор­ских неф­тя­ных вы­шек и сква­жин, от­но­си­тель­но не­боль­ших кон­ст­рук­ций, тре­бую­щих ма­ло­го по­треб­ле­ния то­ка. При ис­поль­зо­ва­нии анод­ной за­щи­ты ме­талл пас­си­ви­ру­ет­ся и под­дер­жи­ва­ет­ся в пас­сив­ном со­стоя­нии под дей­ст­ви­ем внеш­не­го анод­но­го то­ка. Анод­ная за­щи­та при­ме­ни­ма к ме­тал­лам и спла­вам, для ко­то­рых ха­рак­тер­ны ши­ро­кие об­лас­ти элек­трод­ных по­тен­циа­лов пас­сив­но­го со­стоя­ния. Ме­тод от­ли­ча­ет­ся эко­но­мич­но­стью, т. к. по­треб­ле­ние анод­но­го то­ка от внеш­не­го ис­точ­ни­ка для под­дер­жа­ния пас­сив­но­го со­стоя­ния очень ма­ло. При­ме­ня­ет­ся для З. отк. ём­ко­стей с аг­рес­сив­ны­ми хи­мич. ве­ще­ст­ва­ми.

Кро­ме вы­бо­ра аде­к­ват­но­го ме­то­да в ком­плекс мер по З. отк. вхо­дят кон­троль ско­ро­сти кор­ро­зии с ис­поль­зо­ва­ни­ем спец. при­бо­ров – кор­ро­зи­мет­ров, ди­аг­но­сти­ка кор­ро­зи­он­но­го со­стоя­ния, вос­ста­нов­ле­ние на­ру­шен­ной за­щи­ты.

Защита металла от коррозии: эпоксидные материалы от холдинга «ВМП»

Большинство современных отечественных нефтегазовых предприятий работает в тяжелейших природных условиях: это и морская соль, и низкие, вплоть до экстремальных, температуры, и лёд, и вечная мерзлота. Среда самая что ни на есть агрессивная, а значит, металлические и бетонные конструкции здесь нуждаются в серьёзной защите.

Для защиты металлов от коррозии повсеместно используют лакокрасочные материалы, за последние годы совершившие серьёзный скачок в повышении эффективности.

Холдинг «ВМП» производит эпоксидные ЛКМ, обладающие высокими показателями прочности и химической стойкости, эффективные для защиты разных объектов: от бетонных полов до подземных или подводных свай и внешних конструкций НПЗ.

Благодаря оригинальной рецептуре, этими материалами можно окрашивать даже при отрицательных температурах, а универсальность ассортимента позволяет комбинировать их между собой, создавая идеальные сочетания для решения индивидуальных задач.

На открытом воздухе: коррозия металлов и меры защиты от неё

Способы защиты металла от коррозии с помощью эпоксидных лакокрасочных материалов могут быть разными. Обработка поверхностей производится в разных условиях в зависимости от ситуации и состояния металлоконструкций.

В первую очередь окраска металлоконструкций осуществляется прямо на производстве.

Для того чтобы ведущиеся в заводских условиях работы были безопасными для персонала, оптимальными по качеству и результативными при эксплуатации, необходимо тщательно подбирать материалы.

Специалисты холдинга «ВМП» рекомендуют ЛКМ, которые способны быстро сохнуть как в помещении, так и в камерах сушки.

Например, ИЗОЛЭП-primer с защитными пигментами — эпоксидное покрытие из категории быстросохнущих и толстослойных. Присутствующий в составе фосфат цинка подавляет процессы коррозии, а железная слюдка создаёт эффект дополнительного барьера.

Покрытие можно применять как отдельно, так и в комплексе с финишными эмалями, причём последние зачастую наносят уже непосредственно на строительной площадке объекта.

Окрашивание уже на стройплощадке — второй способ защиты металлов от коррозии.

Работы в этом случае проходят в достаточно сложных условиях, а значит, подходящими для них будут те материалы, которые можно наносить при температурах ниже нуля и при высокой коррозионной активности самой рабочей среды.

Ассортимент продукции холдинга «ВМП» предлагает варианты толстослойных эпоксидных грунтовок и грунт-эмалей.

К таким материалам относится, например, тиксотропный ИЗОЛЭП-mastic (он, кстати, может использоваться и для бетонных конструкций). Покрытие наносится в один слой толщиной 100–250 мкм, и этого достаточно для эффективной защиты при всех типах и категориях коррозийной активности атмосферы.

Работу с этим материалом можно проводить и при минусовой температуре, главное, чтобы она была не ниже -10 °С.

К числу покрытий, подходящих для использования в условиях стройплощадки, относится также винилово-эпоксидная грунтовка ВИНИКОР-061.

Оба материала демонстрируют устойчивость не только к неблагоприятным погодным условиям, но и к воздействию нефтепродуктов и химических реагентов, а потому отлично служат для защиты внешних поверхностей резервуаров (или других ёмкостей и металлоконструкций).

Для того, чтобы усилить защитный эффект, поверх обоих указанных материалов обычно наносят специальное покрытие, например, акрилуретановую стойкую к ультрафиолетовому излучению эмаль ПОЛИТОН-УР (УФ) или винилово-эпоксидную эмаль ВИНИКОР-62 марки А. Обе эмали относятся к разряду не только защитных, но и декоративных покрытий.

Окрашивание металлоконструкций на открытом воздухе происходит и в ходе ремонта.

Если ремонт или техническое обслуживание старого лакокрасочного покрытия осуществляется в условиях стройплощадки, не обойтись без эпоксидных грунтовок, толерантных к подготовке поверхности. Для этих материалов совсем необязательно предварительно очищать металл от ржавчины с помощью пескоструйного метода.

В качестве таких материалов холдинг «ВМП» рекомендует эпоксидную грунт-эмаль ИЗОЛЭП-mastic, которой не мешают даже остатки старой краски и ржавчины.

Защита бетона от коррозии: как спасти бетонные конструкции от влаги и агрессивной среды?

Эпоксидные ЛКМ используются не только для защиты металла. Бетонные и железобетонные конструкции тоже нуждаются в изоляции от возможного попадания влаги или других агрессивных компонентов.

Защиту арматуры от коррозии в бетоне и защиту самого бетона от разрушения можно обеспечить с помощью комплекса из пенетрирующей грунтовки ИЗОЛЭП-про и уже знакомых нам ИЗОЛЭП-mastic в качестве промежуточного слоя и ПОЛИТОН-УР (УФ) с повышенной УФ-стойкостью в качестве финиша.

Такой набор позволяет создать эпоксидно-полиуретановое покрытие, которое можно эксплуатировать в холодном и умеренно-холодном климате. Кроме защиты от коррозии и разрушений, оно также придаёт конструкциям необходимые декоративные характеристики и повышает морозостойкость бетона.

Методы защиты металла от коррозии в специфических условиях

Защищать от коррозии необходимо не только тот металл, который находится на поверхности, но и тот, что прячется в земле, особенно если речь идёт о вечной мерзлоте.

Металлические сваи, на долю которых, помимо испытания ржавчиной, выпадают ещё и схватки с морозным пучением грунтов, лучше всего защищать с помощи грунт-эмали ИЗОЛЭП-mastic: согласно проведённым Институтом «Фундаментпроект» исследованиям, использование этого материала снижает для металлических свай касательные силы пучения на 20–60%.

Земля не единственная стихия, в которой используются металлические конструкции. Многие объекты нефтегазового комплекса располагаются на воде и под водой — это и буровые платформы, и всё те же сваи, и поверхности портовых терминалов.

Процесс защиты металла от коррозии здесь особенно сложен, и потому для него разработаны специальные эпоксидные покрытия, подходящие для использования в речных и морских водах.

Примером таких разработок может послужить эпоксидная грунт-эмаль ИЗОЛЭП-гидро: один слой такого покрытия имеет толщину до 600 мкм, а сам материал отличается высочайшей устойчивостью к растворам солей, кислотам и щелочам, а также разливам нефтепродуктов. Эта грунт-эмаль также относится к категории высокоабразивных и ударопрочных, словом, делает всё для того, чтобы подводные конструкции из металла служили как можно эффективней и дольше.

Кроме воздуха, земли и воды, металлы сталкиваются и с огнём.

В этом случае идеальным антикоррозионным покрытием металлоконструкций становится комплекс из эпоксидных огнезащитных материалов и антикоррозионных грунтовок. Причём в зависимости от горения, с которым приходится сталкиваться металлу, сочетания материалов могут быть разными.

К примеру, для работы в условиях целлюлозного горения специалисты рекомендуют сочетание ИЗОЛЭП-primer (или ИЗОЛЭП-mastic) и ПЛАМКОР-3, а от последствий углеводородного горения спасает ИЗОЛЭП-mastic[СОИ1]  (или ЦИНЭП) и ПЛАМКОР-5. В приведенных системах ПЛАМКОР-3 и ПЛАМКОР-5 – огнезащитные вспучивающиеся композиции.

Коррозия в интересных местах: что ещё можно защитить с помощью эпоксидных покрытий?

Распространённым способом использования лакокрасочных покрытий является окраска внутренней поверхности резервуаров, в том числе предназначенных для нефтепродуктов.

Дело в том, что внутренняя поверхность ёмкостей подвергается агрессивному воздействию практически постоянно. Это может быть как нефть и её производные, так и минерализованная подтоварная вода или газ.

Чтобы защитить резервуары и ёмкости, используют толстослойные материалы, способные создать усиленное покрытие с повышенной абразивостойкостью и высоким сроком эксплуатации.

К таким покрытиям относится вся продукция серии ИЗОЛЭП-oil, ориентированная специально на защиту металла от агрессивных жидкостей или морской воды. Продукты линейки позволяют создавать абразивостойкие покрытия толщиной до 400 мкм за один слой.

Для того чтобы дополнительно защитить поверхность от светлых нефтепродуктов, можно применять сочетание из грунтовки и эмали серии НЕФТЬЭКОР. От светлых нефтепродуктов защищают и покрытия с антистатиком: они обладают повышенной электропроводностью, что позволяет не накапливать статический заряд. К таким материалам относится ИЗОЛЭП-oil 350 AS.

Кроме резервуаров и ёмкостей, в защите нуждаются и бетонные основания пола. Чтобы снизить агрессивное воздействие химических веществ или повышенной влажности на бетон, часто применяются «наливные полы» — системы покрытий, состоящую из грунтовки и финишного слоя. Например, эпоксидные грунтовка ГУДЛАЙН ЭП-21 Н и самовыравнивающийся компаунд ГУДЛАЙН ЭП-22 создадут полимерное покрытие пола для помещений различного назначения, в том числе с «влажными» технологическими процессами и частым воздействием на покрытие агрессивных химических веществ. Такое покрытие «принимает удар на себя» и позволяет бетону служить много дольше.

Антикоррозионное покрытие металлоконструкций и бетона — вопрос важный, ответственный. Подбор материалов для каждой конкретной ситуации лучше осуществлять вместе со специалистами, ведь они владеют всей информацией об эпоксидных материалах и возможностях их применения.

Сотрудники «ВМП» с радостью помогут подобрать оптимальное покрытие или их сочетание, расскажут о технологии нанесения, проведут обучение, а также проинспектируют проведённые окрасочные работы.

---

АО Научно-производственный холдинг «ВМП»

vmp-holding.ru
e-mail: [email protected]
Тел: +7 (343) 357-30-97, 8-800-500-54-00
620100, Екатеринбург, ул. Ткачей, 25

На правах рекламы

Как правильно выбрать коррозионно-стойкий материал

Как правильно выбрать коррозионно-стойкий материал

Выбор материала является важной частью любого производственного процесса. Выбор правильного материала очень важен, потому что материал определяет химические и механические свойства изготавливаемого компонента, может значительно повлиять на срок службы компонента и обеспечить правильное функционирование детали. Коррозионно-стойкие материалы играют важную роль в производстве из-за их свойств материала и отсутствия реакции на суровые условия окружающей среды и химические вещества.

Например, многие аэрокосмические компоненты изготавливаются с использованием титана, вольфрама и углеродного волокна, поскольку эти материалы очень прочные, но при этом легкие и гибкие. К сожалению, эти материалы могут реагировать друг с другом и со временем вызывать гальваническую коррозию, локальную коррозию, когда происходит обмен ионами между материалами. Здесь коррозионно-стойкие материалы сохраняют целостность деталей в одной из самых строго регулируемых отраслей промышленности в мире.

С экологической точки зрения, экологически чистые солнечные и ветряные источники энергии уязвимы для суровых условий, а коррозионно-стойкие материалы помогают защитить их важные компоненты от повреждений с течением времени. Это помогает производителям безопасно создавать компоненты для альтернативных источников энергии и способствовать более устойчивой экономике. Для инженеров, стремящихся защитить свои детали от коррозионно-активных сред, таких как кислоты и соли, или от ультрафиолетового излучения, вот лучшие коррозионно-стойкие материалы.

Примеры коррозионностойких материалов

1. Нержавеющая сталь

Сплавы из нержавеющей стали

известны своей коррозионной стойкостью, пластичностью и высокой прочностью. Коррозионно-стойкие свойства нержавеющих сталей напрямую связаны с содержанием в них хрома и никеля — большее количество этих элементов коррелирует с повышенной стойкостью.

Большинство сплавов нержавеющей стали, представленных сегодня на рынке, содержат не менее 18% хрома. Когда хром окисляется, он образует защитный слой оксида хрома на поверхности металлической детали, который одновременно предотвращает коррозию и предотвращает попадание кислорода в нижележащую сталь.

Нержавеющая сталь имеет широкий спектр применения: от кухонных приборов, таких как кастрюли и сковородки, до деталей автомобилей и хирургических имплантатов.

Поскольку этот материал имеет высокую температуру плавления и может выдерживать высокое давление, он также хорошо подходит для строительства, машиностроения и производства контейнеров для хранения. Нержавеющие стали 304, 430 и 316 являются наиболее часто используемыми марками нержавеющей стали, а марка 316 используется в суровых морских условиях.

Однако долговечность и высокая коррозионная стойкость нержавеющей стали связаны с высокой ценой, что делает их непомерно дорогими для некоторых производителей. Кроме того, со сплавами нержавеющей стали может быть трудно работать, особенно при сварке, из-за их высокой температуры плавления.

2. Алюминий

Алюминиевые сплавы

нетоксичны, на 100% пригодны для повторного использования, имеют высокое отношение прочности к весу, обладают высокой тепло- и электропроводностью и легко поддаются механической обработке. Кроме того, алюминий уникален, потому что это один из немногих материалов, которые обладают естественной коррозионной стойкостью.

Этот материал практически не содержит железа, поэтому не ржавеет, хотя и может окисляться. Когда алюминиевый сплав подвергается воздействию воды и окисляется, процесс, называемый самопассивацией, на поверхности детали образуется пленка оксида алюминия, которая защищает ее от коррозии. Алюминий 5052-х42 более устойчив к коррозии, чем другие разновидности алюминия, и образует яркую гладкую поверхность.

Этот процесс окисления также можно точно контролировать с помощью процесса, называемого анодированием. Кроме того, алюминий уникален тем, что это один из немногих инновационных материалов для аддитивного производства, обладающих естественной коррозионной стойкостью. Анодирование – это недорогая контролируемая отделка, которая широко используется. Этот процесс также позволяет добавлять к детали цвет, что позволяет выполнять дальнейшую настройку для различных вариантов использования.

Алюминий

часто используется в аэрокосмической промышленности, автомобильных кузовных панелях, приложениях, чувствительных к соленой воде, и в других ситуациях, когда требуется материал с высокими эксплуатационными характеристиками. Производителям следует рассмотреть возможность использования алюминия, если им нужен доступный по цене устойчивый к коррозии материал, помня при этом, что изготовление алюминия может быть грязным и хлопотным в работе.

3. Мягкие металлы

Мягкие металлы или красные металлы включают устойчивые к коррозии материалы, такие как медь и ее сплавы, латунь и бронза. Медь пластична, пластична и является отличным проводником тепла и электричества. Эти металлы могут обеспечить коррозионную стойкость на протяжении всего жизненного цикла данного компонента. . Медь не подвергается коррозии со временем; когда он окисляется, он образует зеленый внешний слой, называемый патиной, который защищает деталь от дальнейшей коррозии.

Медь часто является предпочтительным коррозионно-стойким материалом для производителей полупроводниковой промышленности, и она чаще всего встречается в проводах и кабелях. Он используется для изготовления печатных плат, электромагнитов, теплообменников и электродвигателей.

Медь также играет ключевую роль в производстве деталей для систем возобновляемой энергии. Поскольку медь является отличным проводником тепла и электричества, системы, работающие на основе меди, передают энергию более эффективно и с меньшим воздействием на окружающую среду.

4. Полипропилен

Металлы — не единственные доступные коррозионно-стойкие материалы. Полипропилен, один из самых популярных пластиков в обрабатывающей промышленности и особенно распространенный пластик для производства автомобильных деталей. Это также один из самых коррозионностойких пластиков.

Эту термопластичную полимерную смолу называют «сталью пластмассовой промышленности» за ее прочность, способность выдерживать высокие уровни физического давления и устойчивость к широкому спектру агрессивных элементов, таких как масло, растворители, вода, бактерии и т. д. . Полипропилен высокой плотности (HDPE) обладает более высокой прочностью на растяжение и повышенным диапазоном рабочих температур.

Полипропилен можно найти практически во всем: в веревках, ковровых покрытиях, автомобильных аккумуляторах, многоразовых контейнерах, спортивной одежде, лабораторном оборудовании и многом другом.

Однако высокая воспламеняемость и высокий тепловой коэффициент этого материала ограничивают его пригодность для применения при высоких температурах. Кроме того, важно отметить, что полипропилен подвержен окислению, УФ-разложению и воздействию некоторых хлорированных растворителей.

5. Политетрафторэтилен (ПТФЭ)

PTFE, обычно известный под торговой маркой Teflon, представляет собой химически стойкий и коррозионностойкий технический термопласт с самым низким коэффициентом трения среди всех известных твердых материалов. ПТФЭ является гидрофобным, то есть он не впитывает воду и обладает хорошей электроизоляционной способностью как в жаркой, так и во влажной среде.

ПТФЭ наиболее известен своими коммерческими и медицинскими применениями — созданием антипригарных покрытий для кастрюль и сковородок и обеспечением антифрикционного покрытия для медицинских и промышленных применений. Благодаря низкому трению этот материал используется для изготовления подшипников, шестерен, пластин скольжения, уплотнений и других мелких деталей, имеющих решающее значение для промышленного применения. ПТФЭ также часто используется в композитах из углеродного волокна и стекловолокна.

Тем не менее, PTFE имеет свои ограничения. Этот материал трудно соединять, он чувствителен к ползучести, истиранию и излучению.

Кроме того, пары, выделяемые ПТФЭ, могут быть токсичными в закрытых помещениях. Прежде чем принимать какие-либо важные решения о материалах, лучше проконсультироваться с опытным партнером-производителем.

Получите консультацию специалиста по выбору материала

Коррозионная стойкость является чрезвычайно желательным свойством, особенно в полупроводниковой, энергетической, аэрокосмической и автомобильной промышленности. Существует широкий выбор коррозионно-стойких материалов, в том числе пять вышеупомянутых, и группы разработчиков должны проявлять должную осмотрительность при выборе материалов, чтобы убедиться, что они соответствуют уникальным требованиям проекта.

Опытный партнер по цифровому производству, такой как Fast Radius, может помочь командам разработчиков ответить на самые сложные вопросы в процессе разработки продукта. Вы должны использовать металл или пластик? Полипропилен так же хорош, как нержавеющая сталь? Наша команда имеет многолетний опыт в области аддитивного и традиционного производства, и мы поможем каждому клиенту выбрать устойчивый к коррозии материал, который защитит его детали в течение длительного времени.

Свяжитесь с нами сегодня чтобы начать.

Для получения дополнительной информации о материалах в аддитивном производстве и о том, как выбрать лучший материал для вашего следующего проекта, ознакомьтесь с соответствующими статьями блога в учебном центре Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать предложение

Выбор материалов и проектирование — AMPP

1. Ресурсы
2. Что такое коррозия
3. Выбор материалов и проектирование

Ни один материал не устойчив ко всем типам коррозионных ситуаций, но выбор материалов имеет решающее значение для предотвращения многих типов коррозии неудачи. Примеры потенциальных решений включают металлы, пластмассы, стекловолокно, бетон и другие неметаллы.

Факторами, влияющими на выбор материалов, являются коррозионная стойкость в окружающей среде, наличие данных о конструкции и испытаниях, механические свойства, стоимость, доступность, ремонтопригодность, совместимость с другими компонентами системы, ожидаемый срок службы, надежность и внешний вид.

Надлежащая конструкция системы также важна для эффективного контроля коррозии. Это может включать рассмотрение многих факторов, таких как выбор материалов; параметры процесса и конструкции; геометрия для дренажа; предотвращение или электрическое разделение разнородных металлов; предотвращение или герметизация щелей; допуск на коррозию; срок эксплуатации; требования к техническому обслуживанию и осмотру.

Материаловедение предлагает инженерам-коррозионистам варианты проектирования для борьбы с коррозией с использованием передовых материалов. Инженерные свойства, созданные с помощью специализированных технологий обработки и синтеза, придают усовершенствованным материалам превосходные характеристики по сравнению с обычными материалами и включают керамику, металлы с высокой добавленной стоимостью, электронные материалы, композиты, полимеры и биоматериалы.

Курсы

Проектирование для борьбы с коррозией

Управление предотвращением и контролем коррозии (CPC) Электронный курс

Базовый курс по борьбе с коррозией – электронный курс, виртуальный или очный

Контроль коррозии в нефтеперерабатывающей промышленности

Коррозия и защита бетонных конструкций и зданий

Статьи

Отсутствие основных результатов контроля коррозии при катастрофах

5 90 on Будущее борьбы с коррозией

Основы борьбы с коррозией: инженерные материалы

Новый подход к коррозионностойким аэрокосмическим конструкциям

Создание системы управления коррозией с помощью устойчивости материалов и рационального использования материалов

Верхнее покрытие из фторполимера обеспечивает устойчивость стальных конструкций к атмосферным воздействиям и воде в течение десятилетий

Книги

Руководство по использованию материалов в воде

Коррозия дуплексных нержавеющих сталей: практическое руководство для инженеров (электронная книга)

Материалы Выбор для углеводородных и химических заводов

Композитные материалы, том II: обработка, изготовление и применение

Выбор материалов для операций по переработке полезных ископаемых

Understanding Solids: The Science of Materials, 2-е издание

Corrosion and Materials Fundamentals for Engineers in the Wastewater Treatment Plants & Collection Systems, 3-е Edition (E-book)

ASM Handbook Volume 13B Corrosion: Materials

Corrosion Handbook: Corrosive Агенты и их взаимодействие с материалами, том 8, часть B: хлорированные углеводороды-хлорэтаны, алканолы, второе издание

Коррозия стали в бетоне: предотвращение, диагностика и ремонт, 2-е издание

подкастов

Как прогнозирующая интеллект может преобразовать индустрию

Будущее машинного обучения на коррозии

Уроки, извлеченные из коррозии в Антарктике

. , полимочевины и полиаспарагиновых строительных покрытий

Серия 500: спецификации MPI и Navy

Технология полимочевины: распространенные неисправности, исправления и все, что между ними

Секрет использования полимочевины во вторичной защитной оболочке

Отчеты

КДЕС 6G197/ССПК-ТУ 2-1997, Проектирование, монтаж и техническое обслуживание систем покрытий для бетона, используемого во вторичной защитной оболочке

КДЕС 02203/ССПК-ТР 5/ ICRI 03741-2003-SG, Проектирование, установка и техническое обслуживание систем защитных полимерных полов для бетона

Публикация NACE 21429-2018-SG — Отчет о современном состоянии коррозионностойкой арматуры

Публикация NACE 8X194-2006-SG, Материалы и методы изготовления новых сосудов под давлением, используемых в мокрой среде H ₂ S Служба нефтепереработки

Документы конференции

Разработка нормативно-правовой базы для выбора материалов, управления коррозией и мониторинга целостности трубопровода

Коррозионные характеристики 13CR Нержавеющая сталь

Оптимизация материалов для производства сероводорода в нефти и газе

Использование материалов в высокотемпературных средах – выбор

Разработка материалов и конструкций для смягчения морской коррозии верхнего строения

Использование и применение высокоэффективных полимерных растворов для эффективного предотвращения и контроля коррозии в системах водоснабжения

Выбор материалов для отделения, транспортировки и удаления CO ₂

Применение армированных непрерывным волокном керамических композитов в агрессивных/эрозионных средах

Новые покрытия на основе ПАНИ-гексацианоферрат-нано-TiO ₂ Композиты для повышения их антикоррозионной стойкости

Использование и применение высокоэффективных полимерных растворов для эффективного предотвращения и контроля коррозии в системах водоснабжения

Дополнительные ресурсы

Журнал Materials Performance

MaterialsPerformance. com раздел статей по выбору материалов и дизайну

MPI (Институт мастеров-маляров) Утвержденные краски и покрытия

MPI (Институт мастеров-маляров) Руководства по спецификациям окраски

Стандарты

SP0407-HD2013-SG, Формат, содержание и рекомендации по разработке диаграммы выбора материалов -Покрытия на основе HD1987

SP0294-2006-SG (ранее RP0294), Проектирование, изготовление и проверка резервуаров для хранения концентрированной серной кислоты и олеума при температуре окружающей среды

MR-02-74-HD1974-SG, Материал Требования к готовым пластиковым пленкам для покрытий трубопроводов

TM0183-HD2006-SG Оценка внутренних пластиковых покрытий для защиты от коррозии трубных изделий в проточной водной среде-HD2006

SP0391-2016-SG (ранее RP0391), Материалы для обработки и хранения коммерческих концентратов (от 90 до 100 %) Серная кислота при температуре окружающей среды

ANSI/NACE MR0103/ISO 17945-2015-SG, Нефтяная, нефтехимическая и газовая промышленность. Металлические материалы, устойчивые к сульфидному растрескиванию под напряжением в агрессивных средах нефтепереработки

TM0296-2014-SG Оценка эластомерных материалов в кислых жидких средах

Комитеты по разработке стандартов

AMPP SC 08 Выбор и испытания металлических материалов
Разрабатывает и поддерживает стандарты, руководства и отчеты по коррозионным испытаниям металлических материалов, а также методы выбора металлических материалов в конкретных условиях.

AMPP SC 09 Неметаллические
Разрабатывает и поддерживает стандарты, руководства и отчеты по снижению и контролю коррозии неметаллических материалов, включая композиты (полимерная матрица, металлическая матрица и керамическая матрица), полимеры (термопласты и термореактивные) и керамика.

AMPP SC 03 Наружные покрытия — заглубленные и погруженные
Разрабатывает и поддерживает стандарты, руководства и отчеты для наружных покрытий материалов, оборудования и конструкций, находящихся в непосредственном контакте с соленой водой, пресной водой или почвой.