Хімічно стійкі матеріали для захисту будівельних конструкцій від корозії.
Химия

Хімічно стійкі матеріали для захисту будівельних конструкцій від корозії.


Хімічно стійкі матеріали для захисту будівельних конструкцій від корозії.

Завантажити реферат: Хімічно стійкі матеріали для захисту будівельних конструкцій від корозії

Корозія металу та бетону

Широке застосування нових високоякісних матеріалів та підвищення довговічності конструкцій за рахунок проведення протикорозійного захисту – одне з найважливіших народногосподарських завдань. Практика показує, що лише прямі безповоротні втрати металу від корозії становлять 10…12% усієї виробленої сталі. Найбільш інтенсивна корозія спостерігається в будівлях та спорудах хімічних виробництв, що пояснюється дією різних газів, рідин та дрібнодисперсних частинок безпосередньо на будівельні конструкції, обладнання та споруди, а також проникненням цих агентів у ґрунти та дією їх на фундаменти. Основним завданням, що стоїть перед протикорозійною технікою, є підвищення надійності устаткування, що захищається, будівельних конструкцій і споруд. Це має здійснюватися за рахунок широкого застосування високоякісних матеріалів, і насамперед епоксидних смол, склопластиків, полімерних підшарових матеріалів та нових герметиків.

Корозія : процес руйнування матеріалів внаслідок хімічних чи електрохімічних процесів. Ерозія – механічна руйнація поверхні. За характером самого процесу корозію поділяють на дві основні групи: хімічну та електрохімічну. Хімічна корозія протікає у неелектролітах – рідинах, що не проводять електричного струму та в сухих газах за високої температури. Електрохімічна корозія відбувається в електролітах і у вологих газах і характеризується наявністю двох паралельних процесів: окисного (розчинення металів) і відновного (виділення металу з розчину).

На вигляд корозію розрізняють: плямами, виразками, точками, внутрішньокристалітну, підповерхневу. За характером корозійного середовища розрізняють такі основні види корозії: газову, атмосферну, рідинну та ґрунтову.

Газова корозія відбувається за відсутності конденсації вологи на поверхні. Насправді такий вид корозії зустрічається при експлуатації металів при підвищених температурах.

Атмосферна корозія відноситься до найбільш поширеного виду електрохімічної корозії, оскільки більшість металевих конструкцій експлуатуються в атмосферних умовах. Корозія, що протікає в умовах будь-якого вологого газу, може бути віднесена до атмосферної корозії.

Рідина корозія залежно від рідкого середовища буває кислотна, лужна, сольова, морська та річкова. За умов впливу рідини на поверхню металу ці види корозії отримують додаткові характеристики: з повним та змінним зануренням, краплинна, струминна. Крім того, за характером руйнування розрізняють корозію рівномірну і нерівномірну.

Бетон і залізобетон знаходять широке застосування як конструкційний матеріал при будівництві будівель та споруд хімічних виробництв. Але вони не мають достатньої хімічної стійкістю проти дії кислих середовищ. Властивості бетону та його стійкість насамперед залежить від хімічного складу цементу, з якого він виготовлений. Найбільше застосування у конструкціях та устаткуванні знаходять бетони на портландцементі. Причиною зниженої хімічної стійкості бетону до дії мінеральних та органічних кислот є наявність вільного гідроксиду кальцію (до 20%), трикальцієвого алюмінату (3CaO×Al2O3) та інших гідратованих сполук кальцію.

При безпосередньому вплив кислих середовищ на бетон відбувається нейтралізація лугів з утворенням добре розчинних у воді солей, а потім взаємодія кислих розчинів з вільним гідрооксидом кальцію з утворенням у бетоні солей, що мають різну розчинність у воді. Корозія бетону відбувається тим інтенсивніше, що вище концентрація водних розчинів кислот. За підвищених температур агресивного середовища корозія бетонів прискорюється. Дещо вищу кислотостійкість має бетон, виготовлений на глиноземистому цементі, через знижений вміст оксиду кальцію. Кислотостійкість бетонів на цементах з підвищеним вмістом оксиду кальцію певною мірою залежить від щільності бетону. При більшої щільності бетону кислоти надають на нього трохи менше впливу через труднощі проникнення агресивного середовища всередину матеріалу.

Лугостійкість бетонів визначається головним чином хімічним складом в’яжучих, на яких вони виготовлені, а також лугостійкістю дрібних та великих заповнювачів.

Збільшення терміну служби будівельних конструкцій та устаткування досягається шляхом правильного вибору матеріалу з урахуванням його стійкості до агресивних середовищ, які у виробничих умовах. Крім того, необхідно вживати заходів профілактичного характеру. До таких заходів відносяться герметизація виробничої апаратури та трубопроводів, хороша вентиляція приміщення, уловлювання газоподібних та пилоподібних продуктів, що виділяються у процесі виробництва; правильна експлуатація різних зливних пристроїв, що виключає можливість проникнення у ґрунт агресивних речовин; застосування гідроізолюючих пристроїв та ін.

Безпосередній захист металів від корозії здійснюється нанесенням з їхньої поверхню неметалічних і металевих покриттів чи зміною хімічного складу металів у поверхневих шарах: оксидированием, азотированием, фосфатированием.

Найбільш поширеним способом захисту від корозії будівельних конструкцій, споруд та обладнання є використання неметалічних хімічно стійких матеріалів: кислототривкої кераміки, рідких гумових сумішей, листових та плівкових полімерних матеріалів (вініпласту, полівінілхлориду, поліетилену, гуми), лакофарбових матеріалів, синтетичних смол та ін. правильного використання неметалічних хімічно стійких матеріалів необхідно знати не тільки їх хімічну стійкість, а й фізико-хімічні властивості, що забезпечують умови спільної роботи покриття та поверхні, що захищається. При використанні комбінованих захисних покриттів, що складаються з органічного підшару і покриття футеровки, важливим є забезпечення на підшарі температури, що не перевищує максимальної для даного виду підшару.

Для листових і плівкових полімерних матеріалів необхідно знати величину їх адгезії з поверхнею, що захищається. Ряд неметалічних хімічно стійких матеріалів, що широко використовуються в протикорозійній техніці, містить у своєму складі агресивні з’єднання, які при безпосередньому контакті з поверхнею металу або бетону можуть викликати утворення побічних продуктів корозії, що, у свою чергу, знизить величину їхньої адгезії з поверхнею, що захищається. Ці особливості необхідно враховувати під час використання того чи іншого матеріалу для створення надійного протикорозійного покриття.

Матеріали, що застосовуються для захисту від корозії

Лакофарбові покриття внаслідок економічності, зручності та простоти нанесення, хорошої стійкості до дії промислових агресивних газів знайшли широке застосування для захисту металевих та залізобетонних конструкцій від корозії. Захисні властивості лакофарбового покриття значною мірою обумовлюються механічними та хімічними властивостями, зчепленням плівки з поверхнею, що захищається.

Перхлорвінілові та сополімерно-лакофарбові матеріали

широко використовуються у протикорозійній техніці.

Лакофарбові матеріали залежно від призначення та умов експлуатації діляться на вісім груп: А – покриття стійкі на свіжому повітрі; АН – те саме, під навісом; П – те, у приміщенні; Х – хімічно стійкі; Т – термостійкі; М — маслостійкі; В – водостійкі; ХК – кислостійкі; ХЩ – лугостійкі; Б — бензостійкі.

Для протикорозійного захисту застосовуються хімічно стійкі перхлорвінілові матеріали: лак ХС-724, емалі ХС та сополімерні ґрунти ХС-010, ХС-068, а також покриття на основі лаку ХС-724 та кам’яновугільної смоли, лаки ХС-724 з епоксидною шпаклю . Захисні покриття отримують послідовним нанесенням на поверхню ґрунту, емалі та лаку. Кількість шарів залежить від умов експлуатації покриття, але має бути не менше 6. Товщина одного шару покриття при нанесенні пульверизатором 15…20 мкм. Проміжне сушіння становить 2…3 години при температурі 18…20°С. Остаточне сушіння триває 5 діб для відкритих поверхонь та до 15 діб у закритих приміщеннях.

Забарвлення хімічно стійким комплексом (грунт ХС-059, емаль 759, лак ХС-724) призначене для захисту від корозії зовнішніх металевих поверхонь обладнання, що піддаються впливу агресивних середовищ лужного та кислотного характеру. Цей комплекс відрізняється підвищеною адгезією за рахунок добавки епоксидної смоли. Хімічно стійке покриття на основі композиції з епоксидної шпаклівки та лаку ХС-724 поєднує у собі високі адгезійні властивості, характерні для епоксидних матеріалів та хорошу хімічну стійкість, властиву перхлорвінілам. Для нанесення композицій з епоксидної шпаклівки та лаку ХС-724 рекомендується готувати наступні два склади:

Склад шару грунтовки, 4 за масою

Епоксидна шпаклівка ЕП-0010 100

Затверджувач №1 8,5

Розчинник Р-4 35…45

Склад перехідного шару, 4 за масою

Епоксидна шпаклівка ЕП-0010 15

Лак ХС-724 100

Затверджувач №1 1,3

Розчинник Р-4 до робочої в’язкості

Для покривного шару використається лак ХС-724.

Склад комплексного п’ятишарового покриття, г/м2

Епоксидна шпаклівка 300

Лак ХС-724 450

Затверджувач №1 60

Розчинник Р-4260

Для механічного зміцнення покриття його полірують склотканиною. Орієнтовна витрата матеріалів при нанесенні на металеву поверхню становить 550…600 г/м2, на бетонну – 600…650 г/м2.

Тріщиностійкі хімічно стійкі покриття застосовують на основі хлорсульфованого поліетилену ХСПЕ. Для захисту від корозії залізобетонних несучих та огороджувальних будівельних конструкцій із шириною розкриття тріщин до 0,3 мм застосовують емаль ХП-799 на основі хлорсульфованого поліетилену. Захисні покриття наносять на поверхню бетону після закінчення в ньому основних усадкових процесів. При цьому конструкції не повинні піддаватися впливу рідини (води) під протилежним тиску покриттю боку або цей вплив слід запобігати спеціальної гідроізоляцією.

Матеріали на основі хлорсульфированного поліетилену придатні для роботи при температурі -60 до +130 ° С (вище 100 ° С — для короткочасної роботи в залежності від термостійкості пігментів, що входять до складу покриття).

Покриття на основі ХСПЕ, стійкі до озону, парогазового середовища, що містить кислі гази Cl2, HCl, SO2, SO3, NO2 і до розчинів кислот, що можуть наноситися фарборозпилювачем, пензлем, установкою для безповітряного нанесення.

При роботі фарборозпилювачем та пензлем лакофарбові матеріали слід розводити до робочої в’язкості ксилолом або толуолом, а при нанесенні установкою безповітряного напилення – сумішшю ксилолу (30%) та сольвенту (70%).

Металізаційно-лакофарбові покриття знаходять широке застосування для захисту від корозії металевих конструкцій, що експлуатуються в атмосферних умовах та агресивних середовищах. Такі комбіновані покриття є найбільш довговічними (20 років і більше).

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *