Антикоррозионное покрытие

Металлические поверхности подвержены воздействию кислорода и влаги, которые приводят к окислению и появлению коррозии. Ржавчина является причиной сокращения срока службы изделий, ухудшения эксплуатационных характеристик металлоконструкций. Материал становится хрупким, теряет стойкость. Для защиты металлических поверхностей от ржавчины используются специальные антикоррозионные покрытия. Выбор конкретного средства и способа нанесения зависит от условий эксплуатации, требований к надежности защитного слоя. В этой статье мы рассмотрим основные разновидности и характеристики антикоррозионных покрытий, методы использования средств.

Чтобы защитить металлические поверхности от образования ржавчины, используются разные способы обработки. Все покрытия можно разделить на три группы:

• • Лакокрасочные покрытия.
• • Обработка металлом.
• • Использование неметаллических покрытий.

Лакокрасочные покрытия

Антикоррозионные лакокрасочные материалы используются для профилактики образования ржавчины на металлических, бетонных, железобетонных поверхностях. Покрытие защищает от воздействия воды и повышенной влажности, препятствует процессу окисления. При этом краски не помогают избавиться от коррозии, а используются для предотвращения ее появления. Покрытие способно защитить от ржавчины на срок до 5 лет, поэтому для важных строительных объектов применяются особые составы. Потребителю предлагаются разные виды составов различных цветов, что позволяет выбрать оптимальный вариант под конкретные запросы.

Состав

Химически стойкие лаки, грунты, эмали изготавливаются на основе различных смол: фуриловых, эпоксидных, перхлорвиниловых. Также для производства лакокрасочных антикоррозионных составов применяется битум, бакелитовый лак, каменноугольный пек. Перхлорвиниловые материалы позволяют получить плотное покрытие, которое отличается устойчивостью к воздействию кислот. Бакелитовый лак используются для обработки промышленных объектов, бетонных и стальных сооружений. Покрытие обладает устойчивостью к кислотам, ацетону, анилину и другим органическим растворителям. Однако бакелитовый лак разрушается в щелочной среде, от воздействия окислителей. Для быстрого отвердения состав подвергается тепловой обработке. Фуриловые лаки активно применяются для стальных и бетонных сооружений, которые должны быть устойчивы к кислотам, щелочным средам.

Эпоксидные лаки создаются на основе эпоксидных смол и компаундов, в также в состав эмалей и лаков входят ацетон, толуол и другие растворители. Средство позволяет получить долговечное, эстетичное, устойчивое к солям, маслам и щелочам покрытие. Эпоксидные смолы невосприимчивы к растворителям. Составы используют для обработки отстойников, резервуаров, металлоконструкций, различного оборудования.

Особый вид лакокрасочных покрытий - кремнийорганические силиконовые лаки и эмали, которые характеризуются повышенной термостойкостью. Они сохраняют свои свойства при воздействии экстремально высоких температур - до 300 градусов Цельсия. Благодаря своей теплостойкости составы востребованы при покраске печей, вентиляторов, дымовых труб. На основе силиконовых средств также производятся эмали общего назначения. Они не только стойкие и надежные, но и выглядят презентабельно, изготавливаются в разных цветовых вариантах. Это позволяет покрытию выполнять не только защитную, но и декоративную функцию.

Для обеспечения усиленной гидрозащиты сооружений из металла и бетона используются полиуретановые составы, которые устойчивы к воздействию влаги, помогают предотвратить механические повреждения поверхностей. Такие современные средства обладают отменными декоративными свойствами.

Достоинства антикоррозионных ЛКМ

Лакокрасочные покрытия обладают множеством преимуществ, что делает их востребованными средствами для обработки металлических и бетонных конструкций. Составы легко наносятся, слои можно повторно обновлять. При этом лаки, эмали и краски отличаются доступностью, так как цена материалов является вполне демократичной. Краски устойчивы к воздействию высоких температур, обладают защитными и декоративными свойствами. При этом важно правильно выбрать средство с учетом требуемых характеристик.

Способы нанесения

Жидкие лакокрасочные покрытия наносятся вручную с помощью кисти или валика, струйным обливом или наливом, распылением. Первый метод подходит для окраски больших строительных сооружений, промышленных конструкций. Струйный облив предназначен для обработки деталей оборудования, налив - для покрытия листового металла, щитовых элементов и других плоских материалов. Распыление выполняется пневматическим методом с помощью специальных пистолетов с краской, а также под давлением, создаваемым насосом. Еще один вариант - использование баллончиков. Последний способ актуален при покраске автомобилей. Распыление - самый удобный метод обработки, однако при его использовании лакокрасочные материалы расходуются не экономно. Что касается порошковых составов, то они предполагают нанесение напылением и насыпанием.

Характеристики

К основным характеристикам лакокрасочных антикоррозионных покрытий относят:

• • Время высыхания. Характеристика указывает на период, за который на обработанной поверхности образуется пленка определенной толщины.
• • Условная вязкость. Определяется специальным прибором - вискозиметром. Представляет собой время непрерывного истечения определенного объема средства через сопло.
• • Укрывистость. Расход ЛКМ на 1 м2 поверхности. Показатель характеризует равномерность нанесения, экономичность использования.
• • Механические свойства. Твердость, прочность на удар, гибкость определяют долговечность, надежность покрытия.
• • Адгезия. Способность к созданию прочного сцепления с поверхностью. Показатель является очень важным, так как влияет на защитные свойства покрытия.
• • Водостойкость. Указывает на степень устойчивости к воздействию влаги.
• • Атмосферостойкость. Способность защитной пленки сохранять свои декоративные свойства и эксплуатационные характеристики под влиянием негативных атмосферных воздействий.
• • Морозостойкость. Указывает на количество циклов замораживания и размораживания, которое способно выдержать покрытие.
• • Термостойкость. Это максимальная температура, при которой покрытие сохраняет свои основные характеристики.

Неметаллические защитные покрытия

Неметаллические покрытия используются для изоляции металлических поверхностей от влияний негативных внешних факторов. Они являются более сильной защитой от коррозии, чем лакокрасочные материалы, так как позволяют создать прочный барьерный слой. Неметаллические покрытия сохраняют свои свойства более 10 лет, отличаются надежностью, долговечностью. Они делятся на следующие виды:

1. • Полимерные. Производятся на основе полиэтиленов, фторопластов, каучуков, поливинилхлоридов. Покрытия гарантируют отменную сцепляемость с поверхностью, устойчивость к ударам, появлению трещин, воздействию химических сред. Полимерная защита предотвращает образование коррозии за счет толстой пленки около 2 миллиметров. Покрытия наносятся окунанием, вихревым напылением. Также состав может иметь вид горячей смолы. Некоторые покрытия предполагают применение кисти.


2. • Резиновые. Нанесение эбонита или резины на металлическую поверхность с целью обеспечения защиты от ржавчины называет гуммированием. Метод применяется для обработки резервуаров, цистерн, трубопроводов для химических веществ. Резиновое покрытие устойчиво к щелочной и кислотной среде, однако может разрушиться под влиянием окислителей. Защитный слой может быть мягким или твердым, все зависит от количества серы. При нанесении на металл поверхность необходимо тщательно обезжирить, после чего обработать резиновым клеем. Далее нужно убрать лишний воздух с помощью валика. На финишном этапе выполняется вулканизация. При соблюдении всех правил нанесения обеспечивается надежная длительная защита от ржавчины при различных нагрузках и воздействиях.


3. • Силикатные. Покрытия можно назвать лакокрасочными, однако они наносятся более сложным способом, а потому выделяются в особую группу неметаллических составов. Метод обработки металлической поверхности отличается повышенной стойкостью, устойчивостью к воздействию высоких температур, агрессивных сред. Силикатные покрытия актуальны для конструкций, которые эксплуатируются в экстремальных условиях, например, при высоких давлениях. Силикаты выпускаются в виде пасты или порошка. Обработка поверхности выполняется в несколько этапов: сначала используется грунтовка, потом выполняется спекание при высоких температурах. После этого используется покровная эмаль. Процесс нанесения может повторяться несколько раз для получения нужного количества слоев. Так, для обработки чугуна рекомендуется получить слой толщиной около миллиметра. Для этого силикатная эмаль наносится два-три раза. Недостатком является низкая устойчивость к ударным нагрузкам.


4. • Покрытия в виде смазок. Обеспечивают длительную надежную защиту от коррозии, однако образуют пленку, которая не очень устойчива на разрыв или удар. При этом смазки позволяют получить покрытие, невосприимчивое к влаге, газообразным веществам, загрязнениям. Средства изготавливают путем смешения вазелинового, машинного или другого подходящего масла с воском, парафином или мылом. Также в состав может добавляться щелочь. Самой эффективной разновидностью покрытия является смазка с парафином, маслом, церезином. Средства востребованы для обработки металлических конструкций при их транспортировке или хранении. Состав наносится с помощью кисти, тампона или распылителя.

Металлические антикоррозионные покрытия

Одним из самых эффективных способов избежать появления ржавчины является нанесение тонкого слоя металла на поверхность металлоконструкции. Этот метод позволяет создать барьер для распространения коррозии, значительно продлить срок эксплуатации изделия. Слой металла разрушается медленнее, препятствует проникновению ржавчины вглубь материала. Такой метод обработки надежно защищает от коррозии, при этом помогает усилить характеристики изделия. Металл становится более прочным, устойчивым к износу, улучшаются его эстетические свойства.

Способ защиты

По методу защиты от разрушительного воздействия ржавчины металлические покрытия разделяют на катодные и анодные. Первые направлены на то, чтобы остановить распространение ржавчины, стать барьером между коррозией и металлом. При этом анодные покрытия дополнительно обеспечивают электрохимическую защиту материала. Они образуют гальванический элемент, который обезопашивает поверхность от ржавчины даже при появлении трещин и других дефектов. Анод постепенно разрушается, а обработанный металл остается защищенным. Такое покрытие чрезвычайно устойчиво к влаге и любым внешним воздействиям. Катод обеспечивает лишь механическую защиту поверхности, поэтому используется намного реже. При этом важно, чтобы покрытие не было прерывистым, иначе металл будет разрушаться даже быстрее, чем без него. Не допускается наличие пор, трещин, перепадов толщины защитного слоя.

Методы нанесения

Нанесение металлических покрытий на поверхность выполняется следующими методами:

1. • Распылением расплавленного материала с использованием воздушной струи.
2. • Горячим методом путем окунания конструкции или детали в ванну с металлом.
3. • Гальваническим способом, при котором используется специальный электролитический состав.
4. • Плакированием - нанесением металла с помощью литья, прокатки, прессования, ковки.
5. • Диффузным методом с помощью воздействий высоких температур.
6. • Холодным методом с помощью распыления, окунания в ванну, а также с применением кистей и валиков.

Виды металлов для защиты поверхности от ржавчины

Для защиты поверхности от ржавчины во все времена и по сей день используются медь, алюминий, никель и другие металлы, каждый из которых обладает своими особенностями. Так, хром позволяет получить эстетичное блестящее покрытие. Однако он, как и никель, приводит к появлению скрытой ржавчины, которая не менее опасна. При этом хром довольно дорогой металл, что делает такой способ защиты от коррозии доступным не для каждого.

Никель используется для обработки электрических контактов, в декоративных целях. Металл обладает зеркальным блеском, красивым ярким цветом, который не теряет насыщенности с течением времени. Никель наносится на изделия разных форм, позволяет создать надежную антикоррозионную защиту. Как и в случае с хромом, металл является довольно дорогим, поэтому применяется для обработки изделий небольших размеров.

Покрытие оловом также является надежным методом защиты от ржавчины. Нанесением называют лужением или оловянированием. На поверхность помещается тонкий слой олова, который обладает хорошей электропроводностью, красивым цветом и характерным блеском. Благодаря эстетичности металла лужение востребовано в ювелирном деле. Также олово применяется для обработки кабельных проводов. Лужение выполняется гальваническим методом или способом горячего погружения.

Алюминий позволяет создать презентабельное покрытие, которое отличается низкой устойчивостью к негативным факторам окружающей среды. Металл применяется для получения декоративного финишного слоя, а также для обработки конструкций, к защите которых от ржавчины не предъявляются особые требования.

Медь красиво выглядит, но не оберегает от негативных факторов, приводящих к появлению ржавчины. Металл выступает в роли катода, то есть он не устойчив к механическим воздействиям, химикатам. Кадмий обеспечивает неплохую защиту от коррозии, однако является весьма дорогим, а потому применяется крайне редко. Металл востребован в микроэлектронике, например, его используют для антикоррозионной обработки аккумуляторных батарей.

Латунь - это сплав меди и цинка, который отличается хорошими декоративными свойствами, насыщенным золотистым цветом. Металл устойчив к влаге, характеризуется отменной адгезией. Латунирование востребовано в том случае, если необходимо защитить от ржавчины декоративные изделия.

Самым популярным антикоррозионным металлическим покрытием является цинк. Он характеризуется доступностью, высокой эффективностью. Цинк создает электрохимическую защиту от коррозии, характеризуется устойчивостью к различным внешним воздействиям. Для нанесения покрытия используются методы горячего и холодного цинкования, каждый из которых имеет свои особенности:

1. • Горячий метод позволяет проникнуть вглубь конструкций, обработать детали сложных форм, отдаленные места. Изделия становятся более прочными, эстетичными. При этом горячим методом нельзя обработать крупные конструкции, так как способ предполагает окунание в ванну с расплавленным цинком. Такое цинкование обходится дорого, вызывает сложности с перевозкой, нанесением, поэтому используется довольно редко, хоть и позволяет получить надежный результат.


2. • Гальваническое цинкование сохраняет точные размеры элементов, отличается стойкостью, эффективностью. Метод используется только для небольших по размеру конструкций, например, метизов и других деталей. При этом после обработки получается много отходов, которые необходимо утилизировать. Сам метод отличается трудоемкостью, вредностью для рабочих. Эти факторы повышают стоимость гальванического цинкования. К тому же метод не позволяет получить высокий показатель адгезивности.


3. • Напыление цинка позволяет обрабатывать сложные и большие конструкции, легко выполняется, не требует транспортировки изделий к месту работы. При этом метод не позволяет получить идеально ровное покрытие, к тому же предполагает длительную подготовку, отличается высокой стоимостью.


4. • Термодиффузное цинкование. Атомы цинка проникают вглубь изделия под воздействием высоких температур. Процесс выполняется в роторных печах. Позволяет обработать детали самой сложной конфигурации, после процедуры почти не остается отходов, что позволяет не увеличивать стоимость работы. Однако метод отличается низкой производительностью. При этом такой способ цинкования не позволяет получить красивую блестящую поверхность. Зато покрытие имеет повышенную износоустойчивость, прочность, невосприимчивость к влаге, в том числе морской воде.


5. • Холодное цинкование. Самый эффективный, доступный и легкий способ нанесения покрытия из цинка для защиты поверхности металла от коррозии, улучшения характеристик материала. Метод прост в реализации, не требует перевозки изделий. Холодное цинкование позволяет получить ровную матовую поверхность, которая пригодна к дальнейшей окраске, надежно защищает от ржавчины.

Холодное цинкование - самый простой и эффективный способ защиты поверхности от ржавчины с помощью нанесения металла. Метод не требует длительной подготовки, больших финансовых затрат, отличается доступностью. Обрабатывать можно любые конструкции и поверхности, в том числе крупногабаритные, сложных конфигураций. Для нанесения цинка используются распылители, валики, кисти, как и в случае с лакокрасочными материалами. Работы могут выполняться самостоятельно, без привлечения специалистов. Допускается высокий уровень влажности, цинкование может проводиться при морозе и сильной жаре. Поверхность после процедуры можно подвергать покраске. Краски и эмали улучшают антикоррозийную защиту, усиливают действие цинка. Холодное цинкование позволяет сваривать изделия после обработки. Свойства покрытия сохраняются при воздействии высоких и низких температур.

Важность антикоррозионной защиты металлоконструкций

Ржавчина сокращает срок службы изделий, ухудшает их характеристики. Поэтому для защиты металлоконструкций, улучшения показателей прочности, надежности и долговечности, применяются разные методы обработки поверхностей. Своевременное нанесение составов предотвращает появление ржавчины на металлических трубах, оборудовании, технике, строительных конструкциях. Особенно актуально использование антикоррозионных покрытий при возведении гидротехнических сооружений, изготовлении резервуаров и цистерн, которые постоянно контактируют с водой, агрессивными средами. Защитный слой увеличивает износоустойчивость металла, снижает разрушительность воздействия неблагоприятной среды. Антикоррозионные покрытия увеличивают срок службы конструкций, позволяют избежать затрат на ремонт, восстановление поврежденного ржавчиной оборудования. Поэтому такая защита также необходима при строительстве промышленных объектов, к безопасности и долговечности которых предъявляются повышенные требования.

Качественные антикоррозионные покрытия позволяют:

• • повысить стойкость конструкций к химическим, атмосферным воздействиям, перепадам температур, высокой влажности;
• • избежать преждевременного разрушения материала, появления трещин, повреждений;
• • повысить износоустойчивость металлоконструкций;
• • улучшить декоративные свойства изделий, придать им красивый законченный вид.

Для надежной защиты от ржавчины необходимо не только правильно выбрать средство, но и грамотно его нанести, тщательно подготовить поверхность. Важно удалить все загрязнения, обезжирить и просушить металл. Следует убрать все следы ржавчины, чтобы предотвратить ее распространение. При этом полученное покрытие нуждается в периодическом обновлении. Такой подход к защите от ржавчины обеспечит достижение требуемого результата, сведет к минимуму риск повреждения, деформации конструкций, поможет продлить срок службы изделий.

Итог

Коррозия является одной из главных проблем при эксплуатации металлоконструкций. Это процесс окисления под воздействием внешних факторов, который приводит к хрупкости и разрушению металла. Для образования ржавчины не требуется особых условий, необходимы лишь влага и кислород, поэтому ее появление сложно остановить без дополнительной защиты. При этом из-за коррозии выходит из строя около 20% металлоконструкций и оборудования, что наносит огромный ущерб экономике. Оптимальный способ защиты поверхности от ржавчины - использование специальных средств, которые позволяют получить надежный барьерный слой. Антикоррозионные покрытия - самый надежный способ предотвратить появление коррозии, продлить срок эксплуатации изделий из металла, бетона, железобетона. Для обработки поверхностей используется тонкий слой металла, чаще всего цинка, полимерные, резиновые, силикатные средства, а также лакокрасочные материалы. Выбор состава и способа нанесения зависит от типа поверхности, условий эксплуатации.