Бумажные тормоза газотермических покрытий

Н.Х. Балдаев,ЗАО «Плакарт», г. Москва

Газотермические протекторные покрытия (ГПП) - практически самый эффективный, по отношению затрат и результата, способ долговременной защиты от коррозии крупногабаритных металлических конструкций, находящихся в условиях слабого и среднего коррозионного воздействия. В развитых странах этот способ защиты от коррозии занимает достойное место. Крупногабаритные сооружения, подвергающиеся воздействию морской воды, резервуары для горячей воды, нефтепродуктов и многое другое защищается газотермическим напылением цинка и алюминия.

Газотермический способ нанесения металлических покрытий представляет собой технологию, когда металл наносится на поверхность изделия в виде мелкодисперсного расплава, т.е. это слой настоящего металла, непосредственно сросшегося с поверхностью объекта. Для нанесения таких покрытий используются специальные электродуговые или газопламенные горелки.

Многие знают горячее и гальваническое цинкование, как наиболее надежный способ защиты от коррозии для малоразмерных объектов. От оцинкованных ведер до элементов кузовов легковых автомобилей, от алитированных выхлопных систем и оцинкованных фонарных столбов, везде гальваническое или горячее алитирование или цинкование показывает наилучшую защиту от коррозии.

В то же время, по газотермическому алитированию и цинкованию такого единодушия нет. Этому есть ряд объяснений:

  • неадекватно широкое распространение в России получило так называемое «холодное цинкование» — окраска цинконаполненными лакокрасочными материалами. Этот способ не имеет, на самом деле, никакого отношения к цинкованию, и, фактически, не обеспечивает никакой протекторной защиты, поскольку цинк в таких композициях изолирован и от среды и от металла основы. По сути, идет профанация понятия «цинкование». Эта, фактически, обычная покраска, обозначается как «полевая» альтернатива цинкованию. В результате многочисленных провалов «холодного цинкования» по качеству антикоррозийной защиты, другие способы нанесения металлических покрытий стали восприниматься, на фоне «настоящего» горячего и гальванического цинкования, как обман потребителя;
  • отсутствие понимания сущности технологии и гонка за дешевизной порождало несерьезное отношение к подготовке поверхности в тех немногих попытках использовать эту технологию, которые предпринимались. В результате - большое количество брака, отслоения покрытий и падение, в глазах непосвященных в тонкости скептиков, репутации металлизационных покрытий до уровня «хуже чем краска»;
  • система ценообразования, принятая в России - «Федеральные единичные расценки» (ФЕР) - определяет уровень цен на нанесенное покрытие как максимум примерно 2000 руб. за 1 кв.м. поверхности. В США, при близких уровнях цен на материалы (около 400 руб./кв. м и там, и здесь) стоимость того же квадратного метра составит, в пересчете на рубли, уже от 8000 до 15000 руб.

За российские цены, фактически, невозможно покрыть даже затраты на качественное оборудование. А потребители, особенно привязанные к государственным заказам, которые, казалось бы, в первую очередь должны заботиться о качестве, не имеют права принять цены не стыкующиеся с ФЕРами. Как результат, на рынок прорываются «одноразовые» компании, которые экономят на всем, не могут обеспечить адекватное качество и рушат репутацию технологии.

Не помогает адекватному внедрению газотермических технологий даже тот факт, что протекторные покрытия рекомендованы многими нормативными документами. В частности, РД 153-34.1-40.504-00 Методические указания по оптимальной защите баков-аккумуляторов от коррозии и воды в них от аэрации рекомендует «...защиту новых баков-аккумуляторов от коррозии путем нанесения на поверхность металла электродуговым способом с использованием алюминиевой проволоки...» Содержание главы 5 «Металлизационное алюминиевое покрытие» данного документа практически полностью повторяет текст аналогичной главы прежнего руководящего документа - МУ 34-70-155-86, т.е. более четверти века назад данная технология рекомендована государственным документом.

Фокус в том, что реальные условия эксплуатации систем теплоснабжения на самом деле не позволяют применять данную технологию именно в том виде, как она изложена в упомянутых РД.

«Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ» устанавливают требования к качеству сетевой и подпиточной воды централизованных систем теплоснабжения. Значение pH должно быть в диапазоне:

  • для открытых систем теплоснабжения - 8,39,0;
  • закрытых - 8,3-9,5 (с разрешения энергосистемы до 10,5).

Такие значения рН необходимы поскольку скорость коррозии напрямую зависит от рН среды и, для железа, снижается с увеличением рН (рис. 1).

Влияние рН на скорость коррозии железа в воде

Однако коррозия алюминия при температурах около 90 ОС в зоне высоких рН очень сильно возрастает (рис. 2). В частности в 1988 г. Danske Fjernvarmevaerkers Forening (Датская ассоциация теплоснабжения) обновила рекомендации по использованию подпиточной и циркуляционной воды на ТЭЦ для температурного диапазона от 35 до 180 ОС. Необходимо отметить, что в системе не допускается использование алюминия. Алюминий, по разным данным, корродирует при значениях рН > 8-8,7, тогда как рН воды в тепловых системах Дании составляет 9,5-10.

Влияние рН на скорость коррозии алюминия при температуре 92 С

Там же, где применяется алюминий, например, в локальных системах индивидуального теплоснабжения с алюминиевыми радиаторами, уровень рН должен укладываться в диапазон 6-8.

В указанном РД 153-34.1-40.504-00 ни слова не говорится о том, при каких рН воды допустимо применять алюминиевое покрытие. Т.о., следуя данному РД напрямую, без учета характеристик воды, мы рискуем получить полное разрушение покрытия в очень короткие сроки из-за недопустимо высокого рН воды, регламентированного действующими стандартами. То, что в нынешнем РД, как и в прежнем его варианте 1986 г., присутствует алюминиевое покрытие, говорит о том, что практика использования алюминиевого покрытия в баках-аккумуляторах горячей воды или очень мала, или вообще такой практики в России нет. Никто не напоролся на проблему рН воды и совместимости ее с алюминиевым покрытием, вопроса почему РД не работает просто не возникло.

Вероятно, более правильным было бы использование для защиты от коррозии цинкового или цинко-алюминиевого покрытия. Диапазон коррозионной стойкости цинка смещен, относительно аналогичного у алюминия, в сторону более высоких рН (рис. 3). Максимальной стойкостью цинк обладает в интервалах рН между 8 и 11.

Влияние рН на коррозиюZn

Правда у цинка также имеется слабое место. Скорость его коррозии возрастает в диапазоне температур 55-85 ОС (рис. 4), т.к. оксидная пленка на поверхности цинка становится в этом диапазоне рыхлой и не способна эффективно защитить цинк от коррозионного разрушения. Но, при дальнейшем повышении температуры до 90 ОС, коррозионная стойкость цинка не только восстанавливается, но и становится даже более высокой, чем при низких температурах.

Влияние температуры на скорость коррозии Zn в дистиллированной воде

Успешная и весьма широкая практика использования оцинкованных труб в системах теплоснабжения говорит о том, что скорость разрушения цинка, при практически существующих в системах теплоснабжения диапазонах температур, все же очень незначительна, и коррозионный скачок, на практике, не оказывает существенного воздействия на общую стойкость покрытия из цинка. Температуры в баках и трубах находятся, в основном, в том диапазоне, где стойкость цинка максимальна.

Итак, есть проблема коррозионного износа объектов народного хозяйства, есть технология нанесения протекторного покрытия, решающая проблему. Но приведенный документ, регламентирующий применение технологии, содержит ошибки и фактически не работает. Что могло бы исправить существующее положение вещей.

Эта статья была опубликована в журнале «Новости теплоснабжения» №11 (147) 2012 г., http://www.ntsn.ru/11_2012.html

PLACKART CJSC 2010-2018 ©
Контакты
Тел.: +7(495)565-38-83,
Тел.: +7(495)565-39-93,
факс: +7(495)646-16-40,
email: info@plackart.com
www.plackart.com
Мы Вам обязательно перезвоним!
Пример:+74955653883
Ф.И.О.
Организация:
Комментарии