Защита гидротехнических сооружений от коррозии

Защита гидротехнических сооружений от коррозии

Что такое гидротехнические сооружения? Гидротехнические сооружения – это плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъёмники; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений, разрушений берегов и дна водохранилищ, рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения негативного воздействия вод и жидких отходов. Основные требования и рекомендации по защите от коррозии механического оборудования и специальных стальных конструкций гидротехнических сооружений регулируются Федеральным законом от 7 декабря 2011 года N 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении».

Металлоконструкции гидротехнических сооружений с точки зрения коррозии, работают в крайне тяжелых условиях, подвергаясь воздействию электрохимических, химических и биологических факторов, часто в сочетании с механическим воздействием водотока в виде динамического действия текущей воды, истирания наносами и кавитации. При этом различные элементы конструкций находятся в напряженном состоянии, диапазон которых бывает весьма велик. Металлоконструкции гидротехнических сооружений подвергаются повышенному коррозионному износу, который может привести к выходу их из строя.

Различают следующие основные виды коррозии: атмосферная коррозия в условиях влажной воздушной среды различной агрессивности, подводная коррозия при полном, неполном или переменном погружении, подземная коррозия или разрушение в грунтах.

Коррозия металла приводит не только к безвозвратным потерям, но и к преждевременному выходу из строя дорогостоящих и ответственных изделий и сооружений. Именно поэтому необходимо с особой тщательностью выбирать методы защиты от коррозии. Для большей устойчивости металла, к воздействию агрессивной среды, на его поверхность наносят защитные противокоррозионные покрытия (лакокрасочные, металлические и т. д.).

Основная роль противокоррозионных покрытий состоит в создании барьера, уменьшающего проникновение воды, кислорода и агрессивных газов к поверхности металла. Основным средством противокоррозионной защиты являются лакокрасочные покрытия, поэтому важны вопросы выбора лакокрасочных материалов, квалифицированного их применения и качественного нанесения.

В то же время покрытие, на основе самого качественного материала не обеспечит надежной защиты, если нет прочного сцепления между покрытием и металлической поверхностью, которое напрямую зависит от качества подготовки поверхности.

Что включает в себя подготовка поверхности металла перед нанесением защитного лакокрасочного покрытия?

Подготовка поверхности перед нанесением покрытий состоит из следующих основных операций:

— устранение дефектов поверхности;

— удаление масляных и жировых загрязнений;

— удаление прокатной окалины и продуктов коррозии;

— удаление прочих загрязнений (солей, пыли, остатков абразива и т.п.).

Для этих целей применяют механический, термический и химический способы очистки.

Конструкции, которые будут эксплуатироваться в особо жестких условиях, дополнительно подвергают процессу фосфатирования. Фосфатирование – процесс получения на металлах пленки нерастворимых фосфатов, которая увеличивает срок службы лакокрасочных покрытий, улучшает сцепление с металлом и замедляет развитие коррозии.

Если полностью удалить продукты коррозии (окалину, ржавчину и т.п.) с поверхности не удается, то для подготовки поверхности применяют особые грунтовки, которые содержат специальную добавку – модификатор (преобразователь) ржавчины.

Решающим фактором выбора системы покрытий должна быть ее долговечность. При этом надо учитывать, что затраты на восстановление покрытий часто превышают затраты на их первичное нанесение, а качество восстановленных покрытий, как правило, ниже первоначальных.

Из этого следует, что экономически целесообразно наносить долговечные покрытия на основе высококачественных лакокрасочных материалов, используя современные методы подготовки поверхности и нанесения материалов. Естественно, что первоначальные затраты при этом могут увеличиться. Эксплуатационные расходы будут уменьшаться за счет длительности срока службы защитного покрытия.

Для долговременной (более 10-15 лет) защиты металлоконструкций различного функционального назначения и эксплуатирующихся в атмосферных условиях с различным воздействием агрессивных сред рекомендуется применение комплексных покрытий в соответствии с общей схемой: грунтовка + промежуточный слой + финишный слой.

Системы покрытий гидротехнических и очистных сооружений

(для открытой атмосферы)

Примечание: Климатические условия усреднены и по условиям эксплуатации (ИСО 12944) сведены в следующие атмосферно-коррозионные категории:  С3 – средняя; С4 – высокая и С5 – очень высокая.

Защита конструкций, погруженных в воду и заглублённых в почву

Повышенного внимания при защите от коррозии требуют металлоконструкции, эксплуатация которых осуществляется при их погружении в воду (пресную или морскую) и (или) заглублении их в почву. К этой категории относятся следующие виды конструкций:

— внутренняя поверхность емкостного оборудования промышленных предприятий различного назначения – под техническую и питьевую воду, пищевые продукты и ингредиенты, смазочные масла и прочее.

— металлоконструкции гидротехнических сооружений – причальные стены, гидрозатворы, водоводы, конструкции водоочистки и водоподготовки предприятий, трубопроводы и другие.

— конструкции, закапывающиеся в почву – наружная поверхность трубопроводов и заглубляемых резервуаров, свайные конструкции и коммуникационные короба, шпунтовые панели береговых укреплений и обустройства набережных.

С 2015 года системы антикоррозионной защиты подвергаются дополнительным тестам (климатическим испытаниям) по ИСО 12644-6 для условий эксплуатации:

— Im1 (окружение пресная вода) – речные сооружения, гидроэлектростанции;

— Im2 (окружение морская или солоноватая вода) – гавани, шлюзы, плотины, пристани;

— Im3 (окружение почва) – стальные сваи, стальные трубопроводы, заглубленные цистерны.

Металлоконструкции «работающие» на погружение – это конструкции, которые эксплуатируются в особо агрессивных условиях, так как зачастую подвержены воздействию основных коррозионно-активных факторов – это воздух и жидкие среды, различной степени агрессивности. Особенно это касается участков с переменным уровнем, так как именно к этим участкам существует постоянный доступ и жидкости и кислорода. Наличие этих двух компонентов одновременно обеспечивает интенсивное развитие коррозионных процессов.

Дополнительные факторы – перепад температуры, механические воздействия, наличие химических примесей и другие, усугубляют процессы коррозии, что приводит к разрушению конструкций.

Поэтому данные металлоконструкции нуждаются в более тщательной противокоррозийной защите. Для них рекомендуется применять специальные водостойкие, химстойкие, толстослойные (более 300 мкм) покрытия.

Типовые системы защиты для металлоконструкций гидротехнических сооружений

Примечания:

* В случае выполнения работ в демисезонный период следует учесть возможность изменения толщины пленки после отвердения.

** Указанные системы покрытий имеют одобрение Российского Морского Регистра Судоходства и (или) рекомендованы ИТЦ Трест Гидромонтаж.

Типовые системы защиты для резервуаров и другого емкостного оборудования

Примечания:

* Санитарные свойства подтверждены свидетельством о Государственной Регистрации RU.78.01.06.008.E.000843.02.13

Таким образом, лакокрасочные покрытия являются надёжным средством защиты металлов от коррозии. Защитное действие заключается в высоком ионном сопротивлении слоя покрытия, которое затрудняет перемещение ионов среды к поверхности металла.

Лакокрасочные покрытия на данный момент остаются наиболее простым и доступным способом защиты металлов от коррозии. Ремонтопригодность лакокрасочных покрытий весьма высока – в случае частичного или полного разрушения, они легко восстанавливаются подкраской или полной перекраской поверхности. Лакокрасочные покрытия легко совмещаются с другими способами защиты.

Полезные статьи о лакокрасочных материалах

Индустриальные покрытия Эмлак

Грунтовка по металлу для наружных работ

Лакокрасочные материалы для железнодорожного транспорта

Судовые лакокрасочные системы

Краска для оцинкованного металла

Огнезащита несущих строительных конструкций