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.
Водный транспорт, теория и практика, все о морских и речных судах
Устройство и техническая эксплуатация судна
Защита корпуса судна от коррозии
Из различных видов коррозии в морских условиях основной является электрохимическая — разрушение поверхности металла в жидкостях, проводящих электрический ток (электролитах) . Если в электролит поместить соединенные между собой электроды — металлы, имеющие разный потенциал, то электрод с более низким значением потенциала (анод) будет разрушаться, а по проводнику, соединяющему электроды, будет проходить электрический ток.
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.
Защитные покрытия. Наиболее простая защита от коррозии — это нанесение на поверхность металла защитной пленки. В зависимости от вида защитной пленки. Покрытия бывают лакокрасочные, металлические, неметаллические и оксидные.
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).
При катодной защите электропотенциал в морской воде изменяется наложением электрического тока от внешнего источника, для чего защищаемый объект соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а его положительный полюс — со специальным электродом (анодом), погруженным в воду вблизи защищаемого объекта. Защита от коррозии этим способом обеспечивается установкой мощностью 3-5 кВт. Безопасность катодной защиты достигается применением источников тока с низким напряжением (до 24 В). В настоящее время применяются железокремниевые и платинотитановые аноды. Обычно достаточно установить 10- 12 анодов, чтобы обеспечить надежную защиту. Для равномерного распределения защитного тока аноды располагают равномерно по всему корпусу симметрично на оба борта.
Необходимо учитывать, что ток больше поглощается поверхностями, ближе расположенными к аноду. Поэтому вокруг анода делают экран — покрывают обшивку стеклопластиком.
Установленный на наружной обшивке анод должен быть хорошо изолирован от корпуса. В качестве изолирующих прокладок обычно используют резину и армированные эпоксидные смолы.
Рис. 151. Электрохимическая защита от коррозии: а — катодная; б — протекторная с короткозамкнутым протектором; в — протекторная с регулируемым сопротивлением; 1- наружная обшивка; 2- анод; 3- приварные шпильки; 4- герметик; 5-резиновая прокладка; 6-стеклопластиковый экран; 7- сальник; 8-контактная шпилька; 9- изоляционные втулки; 10- кабель; 11- протектор; 12- переменный резистор
Системы электрохимической защиты с наложенным током запрещаётся применять на танкерах.
Другой вид электрохимической защиты протекторная защита или защита гальваническими анодами. Ее особенность — отсутствие внешнего источника тока. Защитный ток в этом случае создают гальваническими элементами, которые образуются при установке на/Корпус судна протекторов из металла с более низким потенциалом, чем у защищаемого. В такой гальванической паре корпус играет роль катода, а анодом являются протекторы. Благодаря этому в процессе электрохимической коррозии происходит разрушение протектора, а корпус судна коррозии не подвергается.
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 
Из различных видов коррозии в морских условиях основной является электрохимическая — разрушение поверхности металла в жидкостях, проводящих электрический ток (электролитах) . Если в электролит поместить соединенные между собой электроды — металлы, имеющие разный потенциал, то электрод с более низким значением потенциала (анод) будет разрушаться, а по проводнику, соединяющему электроды, будет проходить электрический ток.
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.
Защитные покрытия. Наиболее простая защита от коррозии — это нанесение на поверхность металла защитной пленки. В зависимости от вида защитной пленки Покрытия бывают лакокрасочные, металлические, неметаллические и оксидные.
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».
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
