Защита металлических судов от коррозии и обрастания с помощью лакокрасочных покрытий
Защита от коррозии. Для предупреждения любого коррозионного процесса можно использовать следующие основные способы:
устранить причину коррозии (контакт с электролитом);
применить пассивную защиту, затрудняющую возникновение и развитие коррозионных процессов, но не устраняющую их причины (окрашивание);
использовать активную защиту, которая заключается в воздействии на причину коррозии (катодная защита, при которой устанавливается режим, снижающий разрушение корпуса судна);
использовать анодную защиту.
В судостроении применяют три последних способа борьбы с коррозией, так как исключить контакт корпуса судна с электролитом (морской водой) невозможно.
Пассивная защита может быть осуществлена путем нанесения на корпус судна, корпусную конструкцию или изделие защитного покрытия: металлического, органического или неорганического. Металлические покрытия могут быть анодными или катодными. Цинковые покрытия, относящиеся к анодным, не только изолируют металл от влияния внешней среды, но и защищают его электрохимически. К органическим покрытиям относятся жидкие, пастообразные, без растворителей или порошковые лакокрасочные материалы. Неорганические защитные покрытия получаются в результате химической обработки металла. Вследствие значительной пористости сами по себе окисные или фосфатные пленки не могут служить надежным защитным покрытием для металла. Такие пленки только улучшают адгезию лакокрасочного покрытия с окрашиваемой поверхностью, что повышает противокоррозионную защиту металла.
В основе активной защиты лежат электрохимические способы борьбы с коррозионными процессами. При катодном способе защиты корпус судна присоединяется к постороннему источнику постоянного тока, и он служит катодом. В качестве анодов используют дополнительные электроды, специально устанавливаемые на внешней поверхности корпуса, которые при этом разрушаются.
Анодная, или протекторная, защита заключается в следующем: к защищаемой конструкции присоединяют пластину металла, менее благородного, чем защищаемый металл, т. е. имеющего более низкий электродный потенциал. Такая пластина (протектор) становится анодом, на котором искусственно сосредоточивается коррозия. Разрушенный протектор заменяют новым. В судостроении применяют протекторы из цинка, алюминия, магния, сплавов алюминия с цинком, магния с алюминием, цинком и т. п. Наиболее эффективна протекторная защита в сочетании с лакокрасочными покрытиями.
Для защиты от коррозии наиболее часто используют лакокрасочные покрытия, которые по сравнению с другими видами защитных покрытий, служащих для тех же целей, имеют следующие преимущества:
низкую стоимость (по сравнению, например, со стоимостью гальванических, порошковых, стеклоэмалевых и других покрытий);
высокую технологичность (нанесение красок менее сложно, чем нанесение других видов защитных покрытий; окрашивать можно изделия любой конфигурации и размера, полностью или частично);
длительный период действия при правильном выборе лакокрасочных материалов, технологии их нанесения и схемы окрашивания;
возможность быстрого возобновления покрытия в случае его повреждения или разрушения, даже на эксплуатируемом судне.
Кроме того, путем соответствующего подбора красок и технологии их нанесения можно получить покрытия, обладающие практически любыми требуемыми свойствами (негорючие, теплостойкие, нефтестойкие, кислотостойкие, нескользкие, противообрастающие, химически стойкие и т. п.), а также любого заданного цвета и желаемой фактуры (глянцевые, матовые, полуматовые, шероховатые и др.).
Выбирая способ защиты, необходимо учитывать условия, в которых будет находиться изделие при эксплуатации. Поэтому для окрашивания судов следует применять покрытия, обладающие хорошей водостойкостью, твердостью и износоустойчивостью.
Для длительной защиты изделия от действия внешней среды необходимо, чтобы пленка покрытия была сплошной, лишенной пор, сохраняла высокую адгезию к поверхности, обладала минимальным водопоглощением. На практике при многослойном окрашивании не удается полностью изолировать окрашиваемую поверхность от действия влаги и кислорода воздуха вследствие неизбежного наличия в пленке краски пор, способности ее к набуханию, постепенного проникновения влаги к металлу и ухудшения адгезии покрытия к окрашенной поверхности. Особенно опасны разрушения краски в тех случаях, когда на поверхности стали 1 имеются остатки окалины, неизбежно создающие на металле анодные 2 и катодные 3 участки (рис. 2.3).
При нанесении защитного покрытия 4, изолирующего металл, коррозионные процессы прекращаются. Однако по мере набухания покрытия, сопровождающегося его повреждением немедленно начинается коррозия металла, приводящая к появлению в анодных зонах глубоких местных разрушений. Неблагоприятное влияние остатков окалины или ржавчины можно ослабить применением протекторной грунтовки 5, которую затем перекрывают противокоррозионной краской.
Для того чтобы надежно защитить окрашиваемую поверхность, необходимо применять краски, в состав которых входят пигменты, способные замедлять коррозию металла. Это свойство пигментов называется ингибирующей способностью.
Все пигменты, используемые для изготовления красок, могут быть разделены на инертные (алюминиевая пудра, титановые белила, хромовый желтый пигмент и др.), замедляющие коррозию (свинцовый и цинковый крон, свинцовый сурик, цинковая пыль и др.) и способствующие коррозии (мумия, сажа, железный сурик из пиритных огарков и др.).
Замедляющее влияние на коррозию красок, в том числе содержащих алюминиевую пудру, не всегда можно объяснить только электрохимической протекторной защитой. Высокие противокоррозионные свойства таких красок в значительной степени зависят от их малой набухаемости и проницаемости вследствие чешуйчатого строения частиц алюминиевой пудры.
Свинцовый крон к числу универсальных замедлителей коррозии не относится. Цинковый крон является одним из универсальных замедлителей коррозии для стали и легких сплавов, но только в нейтральной или щелочной среде. В кислой среде, наоборот, он усиливает коррозию.
Наблюдениями установлено, что лакокрасочные покрытия, содержащие в своем составе пигменты, являющиеся замедлителями коррозии, оказывают защитное действие на окрашенную металлическую поверхность даже после повреждения покрытия.
Большое значение имеет технология получения лакокрасочных покрытий. Основные требования, от выполнения которых зависит качество покрытия, заключаются в следующем:
окрашиваемые поверхности должны быть сухими и полностью очищенными от всяких загрязнений;
окрашивание нужно производить рекомендованными материалами в сухую погоду при температуре и относительной влажности воздуха, установленных для покрытия;
количество нанесенных слоев и общая толщина высохшего слоя покрытия должны отвечать заданным;
окрашивание необходимо выполнять способами, указанными в технологии, с помощью рекомендованного оборудования и инструментов;
эксплуатация окрашенного судна должна быть начата только после полного высыхания всех нанесенных слоев краски.
Очень важно очистку металла выполнять так, чтобы на его поверхности не появлялись выступы и глубокие впадины, поскольку на выступающие участки практически невозможно нанести слой краски нужной толщины. При эксплуатации в этих точках происходит быстрое разрушение покрытия и появляется значительное количество очагов коррозии, устранить которые можно только нанесением дополнительных слоев красок. Впадины тоже способствуют быстрому разрушению защитного покрытия. Скапливающаяся в них краска до начала эксплуатации не успевает достаточно хорошо просохнуть. При попадании в воду полувысохшая краска на этих участках набухает и быстро разрушается.
Надежная защита стали от коррозии
Рулевой 3-го класса
Для перфекционистов. http://metalhunters. /article_5.html
Для больших стальных лодок перезимовать во льду не проблема. Заодно и почистится.
Вы эту технологию имеете ввиду?
ЭДМ
ЭДМ
Вы бы металлизировали внутренние и наружние площади,или только наружние?
Днище по переменную КВЛ- уже достаточно.Внукам можно завещать.
Металлизация, это конечно здорово, но можно ли сделать это в России и за разумные деньги?
Металлизация, это конечно здорово, но можно ли сделать это в России и за разумные деньги?
Уважаемый Валенок,к сожалению не знаю как Вас зовут, двухкомпонентными ЛКМ называются такие материалы в которых определенное количество компонента А вступает в реакцию с определенным количеством компонента Б и в итоге получается материал отличный по своим качествам от исходных компонентов. В грунтах вл 02-023 ортофосфорная кислота в реакции отверждения не участвует, спирты то-же.Но я не пытаюсь кому- то что-то навязать, если вас устраивает результат, получаемый с их помощью, то я ни чего не имею против. Я к примеру считаю, что вообще эпоксидные материалы нельзя наносить поверх любых не эпоксидных без применения эпоксидных адгезионных грунтов. И не считаю возможным использование на не полиэфирных катерах полиэфирных авторемонтных шпатлевок. Кроме всего прочего в тех- же инструкциях по ЛКМ боэро, интернешнл, написано что нельзя применять двухкомпонетные покрытия на однокомпонетных основах, я думаю это ЖЖЖЖЖ не спроста.
p. s. Эп 057 одобрен и речным и морским регистрами в качестве АНТИКОРРОЗИОННОГО грунта, об этом в госте на него написано.(номер не помню)
Рулевой 1-го класса
Поговорим о науке: как корабли защищают от коррозии
Поэтому на сегодняшний день для защиты от коррозии предлагаются иные варианты, нежели сведение всего и вся к использованию композитов.
Один из вариантов защиты кораблей от влияния коррозии – особые судовые комплексы, которые состоят из нескольких основных элементов.
В создании такой продукции в России задействованы, например, специалисты НИЦ «Курчатовский институт», ПСС.
Такая система позволяет осуществлять электрохимическую защиту корпусов кораблей путём сдвига потенциала. Поверхность корабля в данном случае эквипотенциальна (потенциал одинаков на всех участках), и на каждом из участков поверхности осуществляется так называемый катодный процесс.
Номинальный выходной ток в данной системе судовой антикоррозионной защиты достигает значения в 160 А при коэффициенте пульсации не более 1 процента. КПД при этом составляет не менее 90%.
О составляющих системы судовой защиты от коррозии
Судовой анод выполняется из титанового сплава ВТ1-0 с гальваническим полимерным покрытием.
Хлорсеребряный электрод сравнения используется для получения данных о потенциале с омической составляющей и поляризационном потенциале без таковой. Речь идёт о потенциалах металлических конструкций. Такие электроды рассчитаны на номинальную рабочую повышенную температуру в 45 градусов Цельсия, пониженную – 0 по Цельсию.
Коррозия: главный враг флота
Переход от деревянного кораблестроения к металлическому дал известные преимущества, но привел к новым проблемам. Морская вода в виде жидкости и аэрозоля является весьма агрессивной средой, способной повреждать и разрушать металлические детали. Со временем корабли покрываются ржавчиной, с которой необходимо бороться. К счастью, существует и активно применяется несколько основных методов профилактики и избавления от коррозии.
Флотские проблемы
На днях в американских СМИ появились любопытные публикации на тему сохранения и восстановления технической готовности кораблей ВМС США. Несмотря на все успехи кораблестроителей, коррозия остается серьезной проблемой, решение которой обходится в значительные суммы.
По данным прессы, в 2014 г. на выполнение работ по удалению ржавчины и обработку конструкций ВМС США потратили порядка 3 млрд долларов – примерно четверть от всех расходов на ремонт боевого и вспомогательного состава флота. Отмечается, что от коррозии страдают все корабли и суда, вне зависимости от их конструкции. Обслуживания требуют как стальные авианосцы водоизмещением в десятки тысяч тонн, так и легкие алюминиевые катера.
Борьба с коррозией осуществляется несколькими способами и во всех условиях. Часть мер принимается при строительстве или доковом ремонте; другие методики можно использовать при мелком ремонте силами экипажа прямо во время похода.
Тем не менее, несмотря на все усилия экипажей и ремонтников, корабли нередко выглядят не самым лучшим образом. Швы, углы, отверстия и другие элементы конструкции достаточно быстро покрываются характерным коричневым налетом, а его удаление на крупных кораблях превращается в непрерывный процесс. После работ на одном участке приходится переходить к другому, и так без перерывов.
Очевидно, что борьба с ржавчиной составляет существенную часть расходов ВМФ России на обслуживание кораблей. Однако точные цифры такого рода в открытых источниках пока не публиковались. Можно предположить, что доля подобных расходов не слишком отличается от американской практики.
Следует отметить, что от коррозии страдают не только сами корабли. Внешние факторы негативно сказываются на работе и ресурсе корабельных систем, вооружений, палубной авиации и т.д. Во всех случаях необходимо принимать меры по профилактике и борьбе с ржавчиной.
Теория ржавчины
Боевые корабли, как и другие металлические объекты, страдают от коррозии вследствие воздействия внешних факторов. Главным из них является соленая морская вода и ее пары. Также имеются другие факторы, способные приводить к появлению ржавчины, ослаблению и разрушению деталей.
В целом принято разделять три типа коррозии. Более редкой в корабельной практике считается химическая коррозия, обусловленная воздействием на металл некоторых веществ в диэлектрической атмосфере. Более частой является электрохимическая коррозия, при которой металл разрушается под воздействием различных химических веществ и электрических токов разной природы. Последние могут появляться из-за утечек в корабельных сетях (электрическая коррозия) или образовываться за счет взаимодействия металлов и других веществ (электрохимическая).
Очаги ржавчины бывают поверхностными, подповерхностными и межкристаллитными. Повреждения на поверхности видны сразу, а подповерхностные приводят к вспучиванию металла, что тоже упрощает обнаружение. Межкристаллитная коррозия, поражающая грани кристаллов материала, не имеет внешних проявлений и является наиболее опасной.
На ранних стадиях коррозия приводит к появлению коричневых пятен и неэстетичных потеков. Затем повреждение металла начинает сказываться на прочности конструкции. Если вовремя не принять меры, следует ожидать появление глубоких повреждений или даже сквозных отверстий в металле – в зависимости от его толщины. Нагруженные детали, теряя прочность, могут разрушиться с самыми серьезными последствиями.
Профилактика проблем
Известны и применяются несколько основных способов защиты корабля от ржавчины. Они постоянно совершенствуются, но базовые принципы в целом остаются неизменными.
Радикальное решение проблемы – применение неметаллических материалов или сплавов, слабо подверженных коррозии. Дерево, пластики и композиционные материалы разных видов не ржавеют – хотя и подвержены другим рискам при длительном воздействии соленой воды. Алюминиевые конструкции тоже не защищены от негативного воздействия среды, но являются более стойкими к коррозии в сравнении с основными сортами стали.
При использовании материалов, подверженных коррозии, используются несколько основных методик защиты – как отдельно, так и в различных сочетаниях. Защита может быть механической, химической, электрохимической и электрической, и выполняется при помощи разных средств.
Защита от электрической коррозии осуществляется путем правильного построения электросистем корабля, исключающего утечки на корпус. Также необходимо обеспечить изоляцию корпуса, не допускающую контакт металла с водой. Электрохимическая защита основывается на идее изменения хода реакции при помощи специальных средств. Примером этого является защита при помощи цинка – покрытия или брусков на внешней поверхности стальных деталей. Под воздействием соленой воды цинк разрушается, но сталь остается целой.
Механическая и химическая защита предусматривают нанесение лакокрасочных покрытий или создание оксидных пленок на поверхности металла тем или иным способом. В этом случае предотвращается контакт металла с водой и, как следствие, образование ржавчины.
Активная борьба
Полностью и гарантировано предотвратить образование ржавчины невозможно, и потому регулярно приходится бороться с уже имеющимися повреждениями конструкции. Подобный ремонт может быть как простым, так и достаточно сложным – в зависимости от размеров и глубины поврежденных участков.
При обнаружении очага ржавчины требуется зачистить деталь до неповрежденного металла, а затем обработать защитным составом и нанести штатное лакокрасочное покрытие. Во время похода эти задачи могут решаться при помощи ручного инструмента, а в доках применяется более сложное оборудование.
Следует отметить, что избавление от коррозии является не только непростым, но и недешевым делом. По известным данным, ВМС США для обработки зачищенных поверхностей сейчас применяет двухкомпонентный защитный состав Ameron PSX-700. Галлон такой смеси стоит порядка 250 долл. и его теоретически хватает на 27 кв.м. поверхности. При этом PSX-700 считается не только эффективным, но и одним из самых дешевых средств своего класса.
Военно-морские силы других стран применяют иные покрытия и составы того же назначения с отличающейся стоимостью и иным удельным расходом. Однако принципы ремонта не изменяются: удаление ржавчины, нанесение защиты, покраска.
Борьба без конца
Коррозия и разрушение металлических конструкций является серьезнейшей проблемой, требующей постоянного внимания на всех уровнях. По разным оценкам, ржавчина ежегодно уничтожает в мире эквивалент 10-15 проц. общего годового производства стали, а на борьбу с ней развитым странам приходится тратить до нескольких процентов ВВП.
Вместе с прочими структурами от коррозии страдают военно-морские силы разных стран. На разных стадиях проектирования, строительства и эксплуатации кораблей принимаются все необходимые меры, но полностью исключить повреждение металлических конструкцией не получается. И характерные потеки на поверхности кораблей оказываются далеко не самой большой проблемой.
К сожалению, все существующие меры позволяют лишь сократить вероятность повреждения кораблей от коррозии, а также уменьшить ее негативные последствия – но не полностью исключить. Кардинальное решение проблемы может быть связано с отказом от металлов в кораблестроении, но при нынешнем развитии технологий это попросту невозможно. Поэтому борьба с ржавчиной будет продолжаться.
Чем обрабатывают корабли против коррозии
Водный транспорт, теория и практика, все о морских и речных судах
Устройство и техническая эксплуатация судна
18.05.2015 20:19
дата обновления страницы
Технология судоремонта
1 6 / 04 /20 07
Защита корпуса судна от коррозии
В судовых условиях электролитом является морская вода, а роль электродов выполняют стальной корпус и бронзовые втулки в дейдвудной трубе и рулевых петлях, а также бронзовый или латунный гребной винт. Медь и ее сплавы, обладая более высоким потенциалом, при контакте со сталью создают катод. В результате этого сталь, являющаяся анодом, подвергается значительному коррозионному разрушению, особенно на участках, близко расположенных к контакту. При отсутствии разнородных металлов гальванические пары образуют сталь с прокатной окалиной, которая имеет потенциал более положительный, чем потенциал железа, поэтому она по отношению к местам, не имеющим окалины, играет роль катода. Это вызывает бурный процесс электрохимического разрушения анодных участков. Подобным же образом действуют различные примеси и шлаковые включения, содержащиеся в стали, а также окрашенные участки.
Борьба с коррозией проводится различными способами. Но все они являются разновидностью одного из следующих методов: легирование, ингибиторная защита, защитные покрытия и электрохимическая защита.
Выбор способа защиты зависит от назначения конструкции и условий ее эксплуатации.
Легирование. Для повышения коррозионной стойкости стали / в качестве легирующих элементов применяют хром, никель, титан, молибден и некоторые другие элементы. Но достаточная эффективность нержавеющей стали в морской воде обеспечивается только при содержании в ней легирующих элементов свыше 18 %, что значительно повышает стоимость стали. Поэтому легирование не нашло широкого распространения в судостроении. Из нержавеющей стали изготовляют только винты и подводные крылья, а в судовом машиностроении она используется в качестве заменителя цветных металлов.
Ингибиторная защита. Ингибиторами, или замедлителями коррозии, называют такие вещества, которые при добавлении в небольших количествах к агрессивной среде замедляют или предупреждают коррозию.
Ингибиторную защиту применяют только в закрытых помещениях. Поэтому этот вид защиты может найти применение главным образом на нефтеналивных судах для предупреждения коррозии внутренних поверхностей грузовых танков. В этом случае ингибиторы могут вводиться как в нефтепродукты, так и в принимаемую балластную воду. Общее количество вводимого при этом замедлителя обычно составляет несколько сотых процента. Обычно замедлитель вводят в раствор, которым промывают танки после удаления груза или балласта.
Лакокрасочные покрытия наиболее широко применяют в судостроении. Этому способствуют сравнительно низкая их стоимость и простота выполнения, а также вполне удовлетворительная эффективность в случае качественного выполнения всех подготовительных и окрасочных работ. Нанесенные тонким слоем на поверхность, лакокрасочные покрытия после высыхания превращаются в плотную эластичную пленку, которая не только отделяет металл от внешней среды, но и препятствует образованию гальванических пар на поверхности металла.
Металлические покрытия применяют значительно реже. В качестве покрытий могут применяться различные металлы (медь, цинк, олово, никель, хром и др.). В судостроении наиболее широко используется цинкование, которому подвергаются большинство трубопроводов судовых систем и некоторые дельные вещи. Цинковое покрытие, имея хорошее сцепление с основным металлом, обладает сравнительно низкой механической прочностью. Поэтому его необходимо оберегать от ударов твердыми и острыми предметами, которые могут вызывать местные повреждения и царапины защитного слоя.
Неметаллические покрытия имеют низкую стоимость. Во многих случаях их применение дает значительную экономию средств. Отсеки двойного дна и пики обычно покрывают водным раствором цемента, а малодоступные места заливают бетоном. Цемент и бетон наиболее целесообразно использовать также для покрытия льял, ватервейсов и других мест, где скапливается вода.
На судах, перевозящих грузы, способствующие коррозионному разрушению, можно производить битумирование внутренних поверхностей грузовых трюмов. Нанесение битумного покрытия требует предварительной грунтовки поверхности смесью нефтяного битума с бензином. Покрытие наносят на защищаемую поверхность вручную или специальным насосом. Перед нанесением битум или мастику нагревают до температуры около 200 °С.
Широкое внедрение в народное хозяйство пластмассовых материалов позволяет значительно расширить номенклатуру и область применения неметаллических покрытий. К таким покрытиям относится, например, защитный материал типа «Нева».
Электрохимическая защита. Полное прекращение коррозии возможно только в том случае, если на поверхности защищаемого металла не будет анодных участков. Искусственное превращение всей поверхности металла в катод достигается одним из способов электрохимической защиты: катодным или протекторным (рис. 151).
Установленный на наружной обшивке анод должен быть хорошо изолирован от корпуса. В качестве изолирующих прокладок обычно используют резину и армированные эпоксидные смолы.
Системы электрохимической защиты с наложенным током запрещаётся применять на танкерах.
В качестве протекторов могут применяться металлы, которые имеют электродный потенциал ниже, чем у стали. В настоящее время используются протекторы на магниевой и алюминиевой основе.
Протекторы в отличие от анодов должны иметь с корпусом судна электрический контакт. Обычно контакт осуществляется через приварные шпильки, с помощью которых протекторы крепят к обшивке. В некоторых случаях применяют отключаемые протекторы, которые имеют вводы внутрь судна и замыкаются на корпус через регулируемое сопротивление.
Простота выполнения и отсутствие эксплуатационных расходов обеспечивают широкие возможности для применения протекторной защиты.
Однако на танкерах нельзя применять аноды из магниевых сплавов, а можно из алюминиевых.
Чистка ультразвуком 
Чистка ультразвуком 
Чистка инжектора, форсунок 