автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.14, диссертация на тему:Разработка способов защиты от коррозии металлоконструкций оборудования ГЭС неорганическими цинксодержащими покрытиями

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения

На правах рукописи Пзтров СриП Степанович

РАЗРАБОТКИ СПОСОБОВ ЗАЩТГИ ОТ КОРРОЗИИ МЕТШОКОНСТРУКЦИЙ ■ ОБОРУДОВАНИЯ ГЭС ИЕОРГАШЕСКШ ЦИННСОПЦРХМЦИМИ ПОКРЫТИЯМИ

Спгиаалшссть 05.17.14 - Хпггяческоа сопротивление катсряаяоэ я зсцпта от корразии

Автореферат дпссвртацкя на соиешдаэ ученой степени коидядвта технических наук

Москва - 1991

Работа выполнена во Всесоюзном научно-ксследоватедъскои институте гидротехники им. Б.Е.Взденезва.

Научный руководитель ~ доктор технических наук Ю.У Эдзль

Официальные оппоненты: доктор технических наук, старший научный сотрудник Илюхин А.Ф.; кандидат тсзагачеспих наук, доцв!« Муров В.А.

Ведущее предприятие - НПО "Ленксфтехии", г. Язтшград.

Защита состоится 1891 г. в 14 часов на

заседания специализированного совета К 063. 44. 02 в Московском ордена Трудового Красного Знеыени институте химического иашийо-строенил по едрэсу: 107834, ГСП, Москва, Б-66, улица К.Маркса, деи 21/4.

С диссертацией моядао ознакомиться ь библиотеке института.

Автореферат разослан " шш 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

доцент А.Г.Парянн

Подп. к печати 26.04.91г. Объем I п.л. Тир. 100 Зак. 282

ул. Оаркса, 21/4

Типография ЭОЛ ЫШа

ОБЕИМ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы: Проблема повышения надежности эксплуатации, увеличения срока службы металлических конструкций а оборудования гидроэлектростанций и других соо-рузенип исключительно ваяна. При обеспечении наденной антикоррозионной заднти крупногабаритных металлических конструкция срок их сдуабы возрастет в 2-3 раза, повышается надеаность эксплуатации.

Проведенные обследования состояния гидротехнического оборудования и металлических напорных трубопроводов в различный регионах страны показали язвенный характер их коррозионного разрушения. Этот' вид разрушения является особенно опасна!!, так как иоает вызвать серьезные аварии.

Испольсуеные в практика способы и средства защити от коррозия не являвтся достаточно поденными. Органические иатерпаяу токсичны, азрнво- я пожароопасны, и, как правило, трудозшш о напэсенпа вследствие значительного количества слоев материала, пеобходтш для получения покрытая. Пгтеллиэацпошшг покритня крайне трудоешш из-за ипгкоп производительности распылявшего оборудования, а себестопкость их нанесения в несколько раз превышает сто-киость яакокрасочпих покрытии. Катодная защита оборудования из пажодпт распространения из-за неэффективности ис-подьпсзсаяя зтого способа в пресной воде.

Цель работа: Разработка способов долговременной защита от коррозии с использованием неорганических антикорро-зионних покрытий, с создаииев таких покрытия, разработкой технология приготовления и ианзсонпя формирующих их материален.

Научная новнзиа: Разработана способы антикоррозионной зацпти стольких конструкции с использованием неорганических цшгксодзраетшс материалов, в тон числе защищенный авторским свидетельством способ с использованием цинкового ретеллпзациоиного подели, вовлекаемого в состав едино -

го антикоррозионного покрытия связущиы наносимой поверх него цинксиликатной краски вследствие их химического взаимодействия. Кроме того, в ходе формирования покрытия установлено взаимодействие силикатов с железом, что является причиной более высокой адгезии цинксиликагиых покрытий к стали по сравнении с органическими покрытиями. Выявлен бифункциональный механизм защитного действия цииксиликат-ных покрытий. Как выяснилось, эти покрытия обладая» двойным механизмом защитного действия. Первая составляющая -электрохимическое взаимодействие металлического цинка со стальной поверхностью. Ео мере расходования цинка появляется и усиливается изолирующая функция покрытия, что достигается закупоркой солями цинка пор в покрытии.

Практическая ценность: Разработаны составы, технология нанесения и отверздения цинксиликатшх покрытий для водной и атмосферной эксплуатации, а такне кокбинпровашюго металлизацнонно-цинксиликатиого покрытия. Материалы по этим вопросам вошш в отраслевой нормативный документ "Рекомендации по защите от коррозии и обрастания оборудования и металлических конструкций гидросооружений ГЭС" П 98-81/ВШИГ, 1982 года. В тот документ воиел "Технологический регламент производства олытшх партий цишкили-катной краски л'.С~Б0Л", 04-79. Производство краски о прошшленном масштабе осуществляется на специализированном участке Балхашского ремонтно-строительного управления треста "Казцветметремонт".

Способ защиты от коррозии оборудования с помощью неорганического цинксилинатного покрытия внедрен на НарвскоЛ ГЭС Ленэнерго, на Балхашском горноиеталлургическом комбинате и Павлодарском алюминиевом заводе, на предприятиях стройиндустрии г.Ленинграда. Способ защиты от коррозии с помощью комбинированного неорганического покатил внедрен на ТЭЦ-7 и ТЭЦ завода "Большевик" (г.Ленинград). Годовой экономический оффекг от использования разработанных спо-

собов защиты превшает 100 тысяч рублей.

Автор защищает;

1. Способы получения неорганических лакокрасочных и комбинированных пяти¡соррозионных покрытий, в том числе механизмы их формирования. ■>

2. Технология приготовления и нанесения неорганических лакокрасочных материалов.

3. Механизм защитного действия неорганического лакокра,-сочного и комбинированного покрытий.,

4. Обоснование облпстсП использований этих покрытий. Публикации: По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, подучено 2 авторских свидетельства на изобретения. Структура и.объем работа: Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав основного теиста, общих выводов, списка литературы и приложений. Диссертация представлена на 174 страницах, содержит 30 рисунков и 14 таблиц.

Прилоает;я включает акты и другие документы, подтвер-здшцие внедрение разработанных способов защиты металла о? коррозии в народном хозпйстпз и получаемый экономический о^фект.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В пераоЗ главе анализируется современный уровень антикоррозионно Я пщиты металлических конструкций и оборудования гидроэлектростанций. Номимо литературного и патентного исследования состояния вопроса приводятся данные трактяческого обследования уровня антикоррозионной защиты на ряде отечественных ГЭС- Приведенный анализ и данные ¡обследования позволяют сделать вывод о недостаточной продолжительности и неэффективности применяешь способов за-ц;:т:, ненадежности используемых лакотграсочных материалов. ,Такая ненадежность объясняется новозмехзностьк) применяемыми способэьи удовлетворить ясестше эизплуатационные тре~

бования к защитным псигрытиям по адгезии,' водостойкости, устойчивости к ударам, температурным перепадам, солнечному облучению. Срганичесше лакокрасочные материалы не удовлетворяют поставленных требований, так как при изолирующем механизме защиты из-за содержания в своем составе значительного (до 60^ по массе) количества органических растворителей, имеют высокую пористость, ухудшающую защитные свойства. Деструкция под воздействием ультрафиолетового общения, неаддитивность коэффициентов температурного расширения покрытий и металла неблагоприятно отражается на защитной способности и сроках службы покрытия.

Опыт эксплуатации органических покрытии на металлоконструкциях и оборудовании гидрозлектростащий показал, что в основном они слукат не более 4-6 лет, а битуише - не более 2-х лет.

Ыеталлизационше покрытия при эксплуатации п воде, содержащей минеральные солл, не эффективны.

Принципиально новци б дашюП области могло явиться использование неорганических цинксиликатшх покрытий, обладающих взрыво- и полсаробезопасностыо, нетоксичных при нанесении, малослойных. Однако к началу настоящей работы в отечественной практике не било цинксиликатшх материалов, пригодных для широкого использования и целях антикоррозионной защиты. Сложность при их разработке заключалась в отсутствии исследований по формирования цинксиликатшх юкрыгий, теоретических и эксперементалышх обоснований ¡остава таких покрытий, обеспечении необходишх физико-механических свойств их. Не был достаточно хорошо изучен механизм защитного действия отих покрытий, способы обеспечения их водостойкости и т.д. Наконец, не была отработана "ехнология их нанесения и отвервдения, не выявлены области пх оптимального использования.

Обт'чгг.' и. методы исследования

В работе для исследований использовались лакокрасочные материала, шпускаемае предприятиями объединения "Союэ-враека" Шипштрота СССР, а также опытные лакокрасочные катерпали, резработалше в лаборатории гидроизоляции ВКШГ им.Ведеггеева.

Для создания ногах неорганических антикоррозионных материалов пспогьэовалтгъ сштусгаеше отечественной прошш-лэкюстьо кццш? натриевое степло (ГОСТ 13078-81); цинковый порезок карой Щ-1, Г1Ц-2, Щ-3 (ГОСТ 12601-76), аэро-с ал гвдро^льшЯ карок А-175 я А-300 (ГОСТ 14922-77), кальция хлористая плавленная (ГОСТ 4460-77), кислота сртог фосфорная тештаеекап (ГОСТ 14897-78), каолин (ГОСТ 1£сС8~В4) а »»которые Другие ттериалы. Напыление метал-яяэапионнцг вднювшс покрытия шполнялось газопламенным способсйз на цкнкоаол прополота парки Ц-1 (ГОСТ 13073-77). НяиРвоше лайопрассчтш материалов производилось пневмати-чтскпя раепыяеш!ск или ппстяекга способом. | Для йселедезатя язвгредоЯ прочности покрытий при ударе 1П устойчивости их а иэгпбу йеполъзовалгаь гостированшо цгзгода. Нзирнечпе подегтсПпссти, сбьенного элекгросопро-таялатя п прочности сцегслекал с кот&ялш исследовались по рззработ/угноЯ ггашлепсноЯ уртсдшсе. Для исследования изменения свойств погсрыпЯ в двггадтцеЯся веде бала разработана гпецяая&ная установи*. Огругпурныо исследования покрытий проводились с использованием элекгрокк'сфо микроскопа Е1ПМ-2 с роэрспаячеЯ спссобнсгтьп ЮЛ0. Для исследования чрярсда адгезионных связсЯ погротгЯ с тталличеекой поверхностью &л кслользоаая шгтоя ядерной гакма-резонаненой гпеигрсс копил. Исследования проводились па прибора ЯГРСМ (в »сгэтяекее с анализатором ипфльеов). Полученные спектры югйЭщенял яеяеэа, впедеш!ГО э состав гг.т»тш1каткых ком-юэпснЛ, сравнивались с зтвг.сптгг* стгщ и п оглашения ае-■ яяяп.

Изучение противсдкффузионшх свойств покрдаШ осуществилось путей исследования их водонепроницаемости пра усгра-нении капиллярной пористости с использованием цетода наименьших квадратов.

i. разработка неорганичгшасг лакскрасочшх штат-

лов И СПОСОБА ЗЩ-Ш ОТ КОРРОЗИИ С 12С исшэошзш

СЛ. Разработка коипозиций н-ксследошипш зариировашя покраиШ.

Лрошиленное жидкое натриевое стекло, Еылусиаеиоа по :'0СТ 13078-81, поест иметь сосшозеше содер-ашя кислот-•ых окислов к основном (иодуль) в достаточно ЕЛрОКОЫ ДШ> 1азсне.

Исследования«!! водостойкости и етиосфзрсстсйксг'ги ппепси; лслученных из прошшигмих растворов ищеого натриевого ;?екда со энаяешшш иоду ля а интервале проведш-

ими в гидростате при 40°С и относительной алазшсетп 100,Г', Шо выявлено, что при одинаковой голцпш? {54-70 тол) од-гослойше пленки набухав? ¡1 разшгцаЕгся те:л ингензивнев, гем нкке модуль стекла. По рзэуяьтатз нсштаннй наиболее устойчивыми оказались пленки из стекла модуля 2,7-3,1.

Из-за высокой плотности (1,43-1,52 г/см*> и большой ¡яакости выпускаеше прсшпленвасяью растворы гадкого стек :а не могли быть непосредственно иепользоваш дат яриготоБ' гения яакокрасочшх композиций. Непосредственное разбавяе-ше этих растворов водой и пссдадуодее использование гпс в сомпозициях не дало пояо;лггея£Шх результатов, так кзп оти растворы не имели стабпльшх значения плотности и вязкости.

Изучение промышленных технологий разваривания ешшсат-■яйбы позволило прг.Птп к идее проведения разбавления стек-га при повышенных тешературох. Ецлп исследована тешера-пурше зависимости вязкости различных раствороо натриевого с-тпкла. Одна из них представлена на рис.1.

8 «ч

\ V J

X

Ю

кЗ

ы

¡'Аз

10

Рпз.1. Иэшераоурная зависимость вязкости раствор? натриевого стеяла ( d ■» 1.43 г/см0)

Упятывая аотпюда аиоднуо <$унмри цинка, желательным пожонектом крас га! является цмтовнА порошок.

При введении цинкового порегоз в раствор щцкого стек-тл проводит ггаггессгсоэ сзсжодействиэ цинка с силикгта-натрия с сбразевашеи иерзстаорхшх силикатов цинка:

f%(fi)]-2Иг0 -**2л(SU(&»*()■*2NaOH+ H2f(I)-

*

Однако, кап пшигялссъ в хода сселедсваний, образование евяяютоэ ц:ша (I) из является рдоютвеими процессом, лезгцш в cjhobo образования этпг лоцаитпП. Одновременно цуге? t*ea?o обрззовадпо еилякатоэ'двухвалентного келеэа:

2R?♦ tojSitV4W—tetSiCi +ZNoOH +ЗИ1 f (2)

г *

При ^пользовании цтпеа, пап комтспзита краски, езг-езтвекпи является прэдаяпла-по фребоваикЯ по дисперсности Исходя из тогщпп nrcirni сдоократного нанесения размеры пяс71щ ЦАНГОВОГО перст по д0яэ21 TrpSZiZXTb 60 икм. .

Jbyxstma дпеперзнозтп пгпуесасгиз прет.галс№остьа цинковая поретгмп показало пг: лиюитешт/т) црлднородноеть. Иав наиболее келкодгелереггйЪ ДЛЯ ппгкетгг/ропвтя красоч-mx суспензий был собран цпикошй пор^оп ¡Щ-1._Допущено также вепольэлганяе п дотек целях поренгов дорог ПИ-2_ и

е .1

ПЦ-З при их предварительной просеве через сито 005.

Важный моментом исследований являлос» определение оптимального количества цинкового пороши* ö красочной суспензии. По условиям выполнения протекторной функции длительность работы покрытия пропорциошш-на содержанию в неа j цинка выше стехисиетрического еоо?иоа»Шй к» взвииодейс?-вия. Экспереыентально выяснено, ото та&ое соотношение достигается при отноиенш содержания цинкового порошка к свгэущецу 2:1. При дальнейшей увеличении содерзадая цишса возникает ц усиливается протекторный с^ект. С'днако увеличение содержания цинкового порошка в Броске приводит к ускорению расслаивания, пошаезша вязкости, затруднения« с растушевкой по поверхности. Указанные фцайко-ича-тше показатели заставили авгсра б ходо работы игеШа ст первоначально принятой рецептуру jqpaci v, о i:o горой отношение цинка и связующего состпряяло 4:1, к рецептуре с «отношением цинка й связующего 3:1.

Осуществлен поиск стабилизатора красочках суспензия« в качестве которого после сравнительного изучения стабилизирующих свойств бенто!г.геа, аэросила, каолина в белей! свей был выбран аэросил.

Полнота ЕзаинодеПстпт раствориьтс силикатов и устранение из систеш других рнеуворишх и газообразная продуктов достигнута подборой отверднуелей цушагиллкатшх noitpu-тий, в качестве котор/ж г.Зфегячшыш оказались раствора хлористого кальция и ортофосфорнсЯ вилога, В ходе исследований были виякяскц их еппшаяьше концентрации для данных целей. Уровне,шяиа представлены лрищшишьные воздействия отвердителей:

1 NaW * СаСЬ-Сй(ШУгШ; ЗЫаОН+И3Р04 * Ыа3Р& * ЗЛО

Характер возникающих адгезионных связей исследовался

элеетрошюшпфоситичесгаш методом и методом ядерной гам-т-реэонансис,1 спектроскопии. Электронные ыняросжшии показали, что для покрытия характерны» структурным образованием являются натянутые крнсталц с острыми углаки и гранями В зоне аонтакга со стальной поверхностью эти кристаллы ориентирована в исправлении поверхности.

Исследование спектров поглощения, подученных методом ядерной ггштла-резсцаиснсй спектроскопии, показало, что химическая связь г:егду стальной поверхностью и силикатным покритнеи достаточно вероятна. Спектр поглощения тонкодис-перзного полезного порошка, введенного п состаз покрытия, существенно ©елпчагал от атадо:шого спектра поглощения яе-лезного порошка, Наследования такая показали, что в отсутствии контакта со стала адгезия покрытия резко снижается. Таким образе«, при формировании силикатных покрытий наряду с цшшои зшеет иссго взаимодействие силикатов с железом.

1.2. Исследование иехеиизва защитного действия

С цель о шучешя нештзш защитного действия цинкси-ликтда яскратпЯ было исследовано изменение во времега электродного потенциала защищенной та ram покрытием стальной поверхности при систематическом пребывании как в повышено, так и о с.чайсшшерализовзнной пресной воде, и в условиях периодического погружения.В качестве повышенно ни-нералнэованнсЗ пресно!! подо использовался 0,1%-ный раствор хлористого кальция.

Изиенениа потенциала систекы сталь-покрытие представлено на рпс.2. В начальный коыент потенциал сталь-покрытие, практически соответствует потенциалу систы сталь-цинк. В ходе эксперимента происходит сдвиг потенциала в положительную сторону, причем текп сдвига со временем замедляется. Через 6 месяцев потенциал системы в той или иной степени приблизился п уровни потенциала незащищенной стальной по-

верхности.

Дальнейшее измзнеше потенциал: л при испытания?: с падок иых условиях практически не происходит. На покрытие пр;: этом сохраняет шсокуа адгезпз и горопув защитцуа способность. Защита сголп на этом, последующем этапе обеспечивается изолирующим аффектов, приобретаемо« покрытием вследствии закупорю! пор соляш: цинка, образовавшиеся Б результатё реализации протекторно!! фикции, н варашется в изоляции стальной поверхности от окдегсащсй среда и ее энергетической насыцеши за счет адгезионных связей с покрытием. .Данный шзод подтсергдается не толыю стабильность» потенциала стал*-покрытие, но н практически прекращением возрастания велшиш объемного электрического сопротивления покрытия. ТУпащ образов, механизм защитного действия цинксиликатшх покрдай является бк^ушсцнстяьшм, совмещающим ективцуо еноднуи (¡угадав с изояируще-едгезн-онной, причем сслаблешэ первой с процессе эксплуатации приводит к усиления второй. ________________

Í л

ю

ta

I-234-

Ср&аатшв» «кем?«

Pus.2. Игдойеняе елеетрэдиого пстенцввлз екгтмз сталь-цинксишкатноэ покритко при кспьтанияя: в условиях периодического погругэшгя (сода-й?мо?{»та> в пресной воде слабой вшэрализадии (до 103 пг/я) в пресной воде поеншзннсП ьзшераплзацяк (до 1000 иг/я) исходный уровень потенциала стагькоЗ погегаюстн.

1.3. Разработка технологии получения покрытий

Поиск оптимального состава краски шел через увеличение | содержания СЕЯзувцего и уменьшение содергдтш цинка. После ишпления етегшоиетричееиэго соотношения взаимодействия отпх 1:о!«пскентоэ таксе решение било наЯдено в области по-шретш содержания цинкового порошка (при соотношении 3:1), Такал цишспилитатнпп краска, подучивпал название ИМЗОА, сказалась пригодней для про!.*гтабШюго использования. По ряду показателе!! краска и получаемое па оо основе покрытие выгодно отличались с? своего предшественника - краски ЕС-Ш.

Ссупеств^сни проработки параметров нанесения крас¡си ок-расочшм оборудованием. Выявлена пригодность для нанесения ее пневматический распылителей, определен интервал мегэду заверзением нанесения « отверждением. Материал покрытия, технология его приготовления и нанесения препш опитцую проверку и били шедреш при антикоррозионно!! защите затворов подосллвнсЛ пло-тшш НарвскоИ Г£С и на других предприятиях.Па ото;{ Г2С покрытие эксплуатируется унз и течение 12 яе? без ремонта,

1.4. Пластификация локрнтил ;

•

Нормирование, пршгеигшкаткп па^грити!! сопровождается возрастание:.? напряжений в полимйршя силикатных пленках вследствие удаления координационно связанной воды и образования йясткия структур.

Зксн ерциснтально шявлева {¡ритическая толщина цитссили-катиого покрытия, превыаецив которой приводит к разрушению его о процессе формирования. У неплаатифщированного покрытия она составила £00 ига.

С цчяьа уменьшения яесткссти структура покрытия проведен поиск пластификатора. Использование в этих целях крз-ылпЯпрганнческпх соединений не дало яолотагедьньгх резуль-

12 j ■

тагов. Более благоприятные результаты были получена при использовании в качестве пластификаторов продуктов переработки целлюлозы. Как показали исследования, небольшие добавки кьрбоксилметилцеллюлозн не только улучшит физико-механические свойства, но и лошшаат атмосфернссть покрытия.

На атыосферостойкий цинксиликатшй состав с добавкой карбоксикетилцеллшозы получено авторское свидетельство СССР. *

2. РАЗРАБОТКА НОМИНИРОВАННОГО СПОСОБА ЗЛВДИ МЕТШЮК0НС1РУЩК2 ОТ КСРРСШ

Увеличение срока слуггбы покрытия «ожег быть достигло ! повышением содержания в нем щнка. Утрата изолирующей j функции покрытия всяедстзии его повреждения в этсу случай | может быть кошенсвроваяа восстановлен]!»?»» птютсктопнгн | функции. Пряное дополнительнее введение цинкового лорошт | в краску невозможно из-за уздазегош физико-галяриык хпрак-! теристик. i

Новым способом обогащения силикатного покрытия цингой , явилось совмещение его с метеллиз ациотым цйнкопыи iarfj-тиеы. Исследования показали, что тршксш^плткне композиции! хорошо совмещаются с цкпкошк» покртшш, особенно ноне-сенными из расплава. За счет образования кових :«шич*сюгх ¡ связей резко возрастаег адгезия лаковое очного покрытия, а| цинковый кгталлизационный педелей органически еходит в его! структуру. Улучшаются физико-иеханкческие показатели. }

Увеличивается длительность антикоррозиодаой залиты j вследствие:

- замедления интенсивности вяэктрояииггсссррго вэшда- j действия цинка со сталью в электрохимической паре сталь- | цинк, как анода, • • . .

- увеличения продолаительностя шггивноП фикции покрытия.

- передислокации адгезионных связен на цинковый метал-лизационный подслой.вследствие его включения в силикатный кош леке.

3. СРАВШТЕЛЬШВ ИСПНТАШЯ ПОКРН*Ш И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОШСГЕЯ ИСЯОЛЬЗОВЛНИЯ

1Сак результат разработок, интерес представляли сравнительные испытания антикоррозионных покрытия, используемых в практике но. гидростанциях, и вновь разработанных покрытий. Регшю било в ходе таких испытаний сравнить изменения физико-химических свойств органических н неорганического лакокрасочного позгрлтий, свидетельствующие об изменении их защитной способности. Среди покрытий, взятых для сравнительных испытаний - отинолепое, состоящее из 4-х слоев краски ЗШЗ-40, епогаидное, состоящее из 4-х слоев краски ЗМдС, а также разработанные специализированными предприятиями объединения "Ссзэ краска" полившшлхлоридное, состоящее из I слоя грунта Ш1-02 и 4-х слоев ема.та КС-720, и слоксидно-пояивннилхлерндное, состоящее из I слоя грунта ВЛ-02 и 4-х ¡сдоев омали ХБ-71. 13 тех яе условиях ¡впитывалось неоргани-'ческоо цинкеодерглдее лакокрасочное покрытие, соотоящее из 2-х слоев цннксиликатной краезгн ЕС-СОЛ.

Проведение сравнительны;: кспнтаниП в движущейся воде в гатуршх услсвняк но могло быть осуществлено. Для этих целей была разработана и создана специальная установка, 'онструмул установки обеспечивала идентичность условий ¡испытания образцов с различными покрытиями.

Исследования покрытий в спокойнсЧ пресной воде и в условиях периодического смачивания осуществилось как в лабораторных, так и п нятуршх условиях. В указанных условнее изучалось изменение таких показателей, как прочность пр1 ударе, устойчивость к изгибу, прочность сцепления с металлом и объемное стрнческое сопротивление.

—г I

Про£ъ.мкиТ1;Ш1саь испытании сугги 1

Рис.3. Изменение адгезии покрытий в спокойной воле: ! ' Г) ЖС-80Л, 2) ЭШ>40, 3)ЭШС, 4) ХВ~74,5)ХС~?20

В спокойной пресной воде (рис.3) прочность сцепления с |

металлом у цинксиликатного по!:рлтия в первые три месяца !

возрастает, затем несколько снижается, стабилизируется и I

через 9-10 мес.вновь начинает расти. Эти изменения связеги |

физико-химическими процесса!®, проходящими с струстуре '

тротекторного покрытия - интенсивное образование солей {

динка, частичное вышвалие их, затем зглугюргл пор и ут?лог-|

иение^покрытия. Что касается поведения покрытия в двияу- |

цейся воде, то из-за интенсивного вымывания солей цинка из !

юкрытия процесса стабилизации адгезии не наступает, и !

1ротекторная функция реализуется до полного израсходования ;

^инка. • !

Эти отличия в поведении цинксияикатных покрытий в спо- :

войной и движущейся воде определяют их желательные области :

использования. Наиболее выгодким с точки зрения надежности :

1 догловечности защита является использование цинксиликат- ;

•их покрытий в спокойной воде, в условиях периодического 1

¡мачивания и в атмосфере. Использование их в быстродвижу- ^

зейся воде не является достаточно еффестивкым.

ССНОВШЕ ВЫВОД,' И РЕГСШДЙЦШ!

I. Разработаны способы длительной антикоррозионной за-

щиты экепдуатируешх с пресной воде, в условиях периодического погружения и в атмосферных металлических конструкций из обычной шлоуглеродистой стали, состоящие в использовании для стих целей неорганических покрытий с высоким содержанием цинка, Преимущество их по сравнению с простым цинкованием заключается в искусственной задержке реализации цинком свое;! анодной функции по отношению к стали на период отсутствия необходимости в ней, и проявлении ее при возникновении такой необходимости, например, при повреждении покрцтия.

2. С использованием методов электронной микроскопии и ядерной гамма-резонансной спектроскопии исследовано формирование циш'сшшкатшх покрытий. Первой стадией отого процесса является гомогенизация растворов связующего, связыва»-лис введенной воды. Затем происходит взаимодействие гидра-1тнровашмх силикатов с цинком и железом с образованием ги-'дроксилоп цинка, л:елеза, натрия и нерастворишх силикатов. Нерастворимые продукта взаимодействия оседают на защищаемой поверхности, частично химически сорбируясь ею, а гид-рогтатд выводятся пэ покрцтия естественным или искусственном путей (использованием отвердителей). В качестве отвер-[дитеяей предлозхеш раствора хлористого кальция и фосфорной ¡кислоты.

I 3. Разработана рецептура неорганических красок для покрытий, эксплуатируемых в воде и в атмосфере. Определенно |шгимальное сод ер типе цинка в краске. Подобран инертшй ¡стабилизатор красочных суспензий. Разработана технология ¡приготовления, понесения и стверл-денмя цинксиликатных крачек на натриевом жидком стекло.

| 4. Для покрытий атмосферной эксплуатации подобран пластификатор, обеспечивающий возможность их использования в ¿условиях сухой атмосферы.

' 5. Разработана и создана специальная установка для ¡сравнительных испытаний различных покрытий в движущейся ¡воде при перемещении со скоростью до 7,5 м/с.

Г 6. По изменению элетродного потенциала сгатеь'г сталь- " покрытие и изменении объемного электрического сопротивления цинксиликагного потбития изучен механизм его защитного действия. Наряду с постепенно ослабевающей протекто'-гсП функцией существенную роль в занятном механизме играет усиливающаяся со временем изолирующая (¡ункция. Кроне того, покрытие имеет эффект самозалечивания за счет законсервированного з сгязующем цинка.

7. Изучены адгезионные характеристики цинксиликаткых покрытий в зависимости от предварительной вцдерккн краски и условий эксплуатации,

8. Защищенный авторским свидетельством способ получен;;л комбинированного цинксиликагного покрытия усиливает за-• щигный эффект вследствие:

- замедления интенсивности электрохимического взаимодеКст-вия цинка и стали за счет изолирующей функции краски;

- увеличения продолжительности электрохимической функции ^ счет повышения содержания цинка;

- передислокации адгезионных связей на цинковый «оталлиза-ционный подслой вследствие включения его в структуру лакокрасочного покрытия.

9. Сравнительные испытания разработанных неорганических покрытий с оргакическиш аналогичного назначения подтвердили преимущества неорганических покрытий и выявили перспективные области их использования.

10.Осуществлено опытно-промышленное внедрение разрабо- ' ганных способов защиты на оборудовании Нарве кой ГЭС, металлоконструкциях Балхашского горно-металлургического комби- | ната и Павлодарского алюминиевого завода, объектах Ленин- ' градского строительно-монтажного объединения, а гакг.е ка | Дешшградской ТЭЦ-7 и 1ЭД завода "Большевик" (г.Ленинград), Годовой экономический зффеет от использования, этих спосо- | бов на указанных объектах составляет более 100 тне.руб.

Основные положения диссертации отражены в описании изобретений по авторский свидетельствам СССР 1? €75679

t

"Chcsoß полегая покриткП" и S I422o4Ï "Состав для анти-

коррозионного ланогфгссвдого покрытия", а также в опубли-коэшгных автором работах, ссновшки из которых являются:

1. Петров B.C. Некоторые особенности приготовления и нанесений, цинпгиялкптшх крас о к. - Суд ос т р с ени е,1972, 9, с.55-56. • /

2. Петров B.C. Новое? иетогсшноо антикоррозионное покрытие Фаллических г.актрурциЯ пиротехнических сооружений* Птдрс?ехгпîчесг:оэ издательство, 1378, 2, с.18-SI.

i Э. Петров Ю.С., сдель П.У., Слйфова Т.Н. Комбинированные мсталлизациогаю-лакокрасоч^е покрытия для оборудования гцдроэяектрсстшщиП,- в сб. : Энергетическое строительство, шпЛ:Энергия,- ÏJ.» 1979, с.14-15.

4. Петров D.C., Голубела H.H., Т.жз'яров Л.Д. Использование комбигагровашшя антикоррозионных покрытия в гидротехническом строительстве.- В сб.: Иззестия ВНИИГ им.Б.Е. Веденеева» ?.I4I: Энергия, ДО. - Л., 1С,'0, с.59»63. ! fî. Защита обсгудсга!П!л ГГС от горрозш и обрастания \/ Лучина H.A., Нотгпсз D.H., Петров D.C., Малшева Т.Н., : Харламов Ю.Л. Под ред.Вдея Ю.У, - сжзрп;я,1931.~ 152 с.

6. Петров Ю.С. Поваяеиив надежности пацнти от коррозия цинпсиликатшм! покртшми. - 3 eö.: Известия BMîT им.Б.Е. Веденеева, т.183: Энергия, ЛО. - Л., Н85, с.72-74. ' 7. Петроп Ю.С. Антикоррозионная эолита металлических i конструкция гидротехнических сооружения комбинированными Iпокритилми» - В сб.: Мтггртгн яонферагцйй п совещаний по ¡гидротехнике. Про б лет сояеряенствояенйя асфальтовых и I полимерия* протипп^илырациогорп: тютрущй гидротехнических сооружения. 5Мергт>ятомиэда*, НО. - Л. ,1£36, с.121-

1121.