
шпоры гос / Новая папка / Антикоррозийная защита 2010
.doc
1. Лакокрасочный материал, его строение, назначение компонентов, виды ЛКМ.
ЛКМ – это жидкие материалы способные наносится тонким слоем на твердую поверхность, и образовывать после высыхания или отверждения твердую или эластичную пленку с хорошим сцеплением с поверхностью. Структура ЛКМ покрытия: - грунтовка - основной слой эмаль или краски - лаковый слой (при необходимости) Компоненты ЛКМ: 1. Пленкообразующее – способный образовывать пленку в результате реакции отверждения или удаления растворителя (на основе битума, натуральной олифы), отверждения (синтетические смолы) Алкидно-акриловые – АС Эпоксидные – ЭС Алкидно-урановые – АУ Полиэфирные – ПН Битумные – БТ Глифталевые – ГФ Перхлорвиниловые – ХВ Каучуковые – КЧ ПВХ – ХВ Кремнийорганические – КО Полиакриловые – АК Пентафталевые – ПФ Полиуретановые – УР Фенольные – ФЛ Эпоксиэфирные – ЭФ Хлорированный полиэтилен - ХП 2. Растворители. Ацетон, ксилол, бензин, толуол, уайтспирит, и смеси 746, Р-4, Р-5 3. Пластификаторы – компонент который придает эластичность и остаются в ЛКМ (дибутилфтолат, диактилфтолат) 4. Стабилизаторы и антиоксиданты + ПАВ, + Пигмент, + Тонкодисперсный наполнитель, + Отвердитель Пигменты – тонкие нерастворимые и растворимые порошки предающие цвет TiO2, сурики, алюминиевая пудра и т.д. Наполнители – порошки придающие твердость, снижающие усадку, снижающие внутренние напряжения, снижающие стоимость, повышающие стойкость к агрессивным средам (доломит, мел, каолин, графит, андезит и другие )
Виды ЛКМ - Грунтовки – низковязкий раствор пленкообразующего с пластификатором и отвердителем. Наносится сразу на поверхность. Обеспечивают адгезию, смачивание и защитные свойства - Шпаклевки – густая вязкая масса из пленкообразующего + наполнитель + пигменты. (Для заполнения неровностей, дефектов, пор, трещин) - Лак – это раствор пленкообразующего с пластификатором и отвердителем. Без пигментов но могут использоваться красители. - Краски – дисперсии полимеров и наполнителей. Получается матовая поверхность.
|
2. Футеровка – характеристика основных свойств, строение, материалы для футеровочных покрытий, где применяется.
Футеровка – это более надежный, долговечный тип противокоррозионное покрытие. Наиболее распространена комбинированная футеровка, состоящая из непроницаемого эластичного органического подслоя и наружного из штучных материалов. Непроницаемый подслой препятствует прониканию жидких сред, и компенсируют внутренние напряжения и деформации. Наружный слой защищает непроницаемый подслой от механических воздействий, высокой температуры и задерживает поток агрессивных сред. При выборе типа футеровки, толщины, вида штучных материалов необходимо проверочные расчеты прочности. Чаще всего футеровка применяется для защиты емкостного технологического оборудования, смесителей, травильных ванн, бани, резервуары и т.д.
|
3. Виды защитных покрытий строительных конструкций, их краткая характеристика. Требования к защитным покрытиям (необходимые свойства)
Защитные свойства покрытий определяется коррозионной стойкостью материала, непроницаемостью для жидких и газообразных сред, механической прочностью, адгезией к защищаемой поверхности, атмосферостойкостью, морозостойкостью.
Вид защитных покрытий: 1- лакокрасочные- одно- или многослойные монолитные покрытия малой толщины от нескольких мкм до 5мм,выполняемое лакокрасочными методами (кистью, валиком, распылением) жидкими лакокрасочными материалами (растворы пленкообразующих, водных и органических дисперсий, жидких смол без растворителей). Тверд. или эластичные покрытия образуется в результате высыхания. 2- гуммирование- покрытие поверхности оборудования, труб резиной с последующей вулканизацией. 3- футеровка- облицовка поверхности штучными хим.стойкими мат-ми на замазках, растворах. Это наиболее надежный ,долговечный тип покрытий. Непроницаемый подслой препятствует прониканию агрессивной среды, компенсирует внутренние напряжения и деформации. Наружный слой защищает от механических воздействий, от высокой температуры и задерживает поток агрессивных сред. 4- облицовка листовыми: рулонными и пленочными термопластами (ПВХ, полипропилен, полиизобутилен). 5- монолитная обмазка - хим.стойкая штукатурка из пластичных композиций на основе отверждающихся термореактивных смол( мастики, растворы, замазки) или на основе жидкого стекла. 6- смазки на основе консистентных ингибированных масел или невысыхающих низкомолекулярных полиолефинов. 7- металлизационные и комбинированные металло – полимерные покрытия.
Общие треб. к защитным покрытиям.: назначение- создать защитный барьер, стойкий к воздействию агрессивных сред в сочетании с внешними факторами: механическими, тепловыми, атмосферными воздействиями. Основные свойства: 1) Технологические- они зависят от типа покрытий и определяются свойствами основного или вспомогательного материала. Для ЛКМ - вязкость, смачиваемость, время сушки. В случае футеровки -размер штучных изделий. 2) Эксплуатационные- зависят от типа покрытий материла, качества работ (долговечность, т.е. сопротивление разрушению или прониканию агрессивных сред. 3) Экономические- определяются экономической эффективностью от применения того или иного материала. Зависит экономическая эффективность от исходной стоимости, от срока службы. Экономическая эффективность пропорциональна долговечности обратно пропорциональна эксплуатационным расходам и стоимости.
|
4. Коррозия материалов (основные причины). Проблема с коррозией, ее технико-экономические аспекты. Методы борьбы с коррозией. Виды потерь от коррозии.
Коррозия – это самопроизвольный процесс (т.к. энтропия увеличивается). В природе металлы находятся в виде окислов и солей в равновесном состоянии. Коррозия – это разрушение материалов в результате химических или физико-химических взаимодействия их с окружающей средой. Процесс непрерывный во времени и длиться до потери свойств материала до его полного разрушения. Основные причины:
Технико-экономические аспекты коррозии. В год 10% произведенного металла «съедается» коррозией, промышленные здания теряют эксплуатационные качества в агрессивных средах в 4-6 раз быстрее.
Методы борьбы с коррозией. Замедлить процесс при помощи => - Не допускать воздействия агрессивных сред на материал (профилактические мероприятия) - Создавать конструкционные химстойкие материалы (полимеры и легированные стали) - Защищать нестойкие (конструкционные) материалы химстойкими покрытиями (ЛКМ) - Снижать агрессивность сред, тем самым замедлять скорость реакции. (ингибиторы коррозии в количестве 0,5-1% )
Скорость коррозии Км=(движ сила)/(торможение). Торможение - связано с наличием на поверхности металлов различных окислов и пленок, которые затрудняют доступ к поверхности агрессивных сред. По механизму коррозии: химическая (разрушение материала под хим. воздействием), электрохимическая (наиболее распространенный вид коррозии). Он происходит в растворах электролитов, сопровождается выделением тока. Процесс проходит в две стадии: 1-анодная (окисление), 2-катодная(восстановление) , физическая, биологическая.
Коррозия строительных материалов: А) коррозия металлов. Б) неметаллическая коррозия: 1) неорганические (бетоны, растворы, керамика). 2) органические (древесина, битумы, полимеры).
Прямые показатели коррозии - убыль или прирост массы, глубина коррозии, доля поверхности занятой коррозией, время до появления первой трещины или полного разрушения образца Косвенные показатели - изменение физ. мех. свойств
|
5. Механизмы коррозии строительных материалов, условия их протекания.
Существуют следующие механизмы коррозии - химическая - электрохимическая - физическая
Химическая коррозия – это разрушение материалов при непосредственном химическом взаимодействии сухими газами или неэлектролитами (металлургия) 4Fe+3O2 = 2Fe203 Методы борьбы: - Легирование – насыщение хромом, алюминием, никелем - Создание защитной атмосферы - Защитные покрытия из специальных металлических покрытий (термодиффузионные, термохромирование) - Использование неметаллических покрытий (жаростойкие эмали)
Электрохимическая коррозия – это разрушение материала в растворах электролитов, сопровождается протеканием электрического тока и является результатом работы множества микрогальванических элементов (возникают в следствии неоднородности металла). Процесс сопровождается протеканием 2-х реакций: Анодная – окисление металла (отдает свободные электроны) Катодная – восстановление деполяризатор берет на себя электроны и восстанавливается. На границе металла с электролитом происходит следующее: ионы металла катионы переходят в раствор до тех пор пока не получится 2 электрический слой.
Физическая коррозия – происходит при следующих условиях: - при высоко температурном нагреве t>1000С - при циклическом изменении t0С - при переменном высыхании и увлажнении
По условиям протекания: 1. газовая (при высоких температур) 2. атмосферная 3. морская 4. подземная 5. в не электролитах (бензине, нефти) 6. внешним током 7. биокоррозия 8. под напряжением 9. контактная коррозия 10. щелевая 11. фреттинг коррозия(агрессивная среда + трение) 12. коррозия при каветации (агрессивная среда + удар).
|
6. Общая коррозионная характеристика строительных материалов (металлов и неметаллов) Хим. стойкие материалы применяют для приготовления несущих конструкции целиком или для защиты или как покрытие нестойких несущих материалов.
Неорганические
Органические искусственные (синтетические)
Металлы. Плотные, непроницаемые, прочные, 2700-7800 кг/м3. Нестойкие к агрессивным средам, (нестойкие: водные растворы солей кислот, щелочей). Подвержена всем видам коррозии, особенно атмосферной, коррозирует с поверхности. Необходимо легировать, покрывать более стойкими металлами.
|
7. Методы подготовки защищаемой поверхности. Их достоинства и недостатки.
Подготовка поверхности изделия во многом зависит от материала и типа характеристик агрессивного состояния используемого материала. К любому виду подготовки покрываемых поверхностей предшествует их очистка от жировых загрязнений (обезжиривание): используются органические растворители и водные растворы (ацтон), спец. щелочные растворы, в кот. Для большей эффективности присутств. ПАВ, кот. Вводятся в небольших количествах. Существует 3 основные группы способов: 1- механический, 2- химический, 3-термический
1- механический – один из наиболее эффективных способов подготовки поверхности металла и бетона. т.е. это очистка при помощи металлического песка, дроби или суспензии кварц. песка с водой. Используются пескоструйные и дробеструйные аппараты. «+»: Хорошо очищенная поверхность, равномерная шероховатость, следовательно, лучшая адгезия лакокрасочных пленок. «-»: пылеобразование. Сжат.воздух, который применяется при пескоструйных работах имеет давление не менее 5 атм. После пескоструйной очистки удаляют обдувкой сухим воздухом. При гидропескоструйной обработке используется смесь кварцевого песка с водой, благодаря чему исключается пылеобразование, рабочее давление 5-7 атм. Для предотвращении коррозии в водную часть добавляется ингибитор коррозии. Эти добавки пассивируют очищаемую поверхность, предохраняя ее от коррозии в течении 6 суток при сухой погоде. При дробеструйной очистке используют передвижной аппарат типа АД-1, в комплект которого входит ручной пистолет. Можно использовать электромеханические щетки для очистки поверхности больших емкостей. При отсутствии механизированного инструмента используется стальные щетки, скребки, наждачные камни, шкурки.
2- химический способ – заключается в обработке поверхности водными растворами минеральных кислот (серная ,соляная .,фосфорная. и т.д.) Фосфорная кислота обычно используется при обработке и очистке металлических поверхностей (10-15% концентрации при темпер-ре 40-50 град.). После удаления ржавчины поверхность конструкции необходимо промыть водой и нейтрализовать остатки кислот раствором кальцинированной соды, затем поверхность вновь промывается водой 2-3 раза и насухо протирается или высушивается воздухом. Для химической обработки поверхности мелких деталей используется травильные ванные.
3- термическая обработка. Для удаления окалины, ржавчины, старого покрытия применятся термическая обработка. Она представляет собой выжигание загрязняемой поверхности пламенем при помощи кислородно-ацетиленовых горелок. «+»: большая производительность, экономичность. «-» : толщина металлической стенки д.б. не менее 5мм, пожароопасность.
|
8. Методы нанесения ЛКМ, их краткая характеристика, достоинства и недостатки
Наибольшее применяемые в строительстве: воздушное распыление, безвоздушное распыление, распыление в электрическом поле. Ручные способы (кистью, валиком, наливом, окунание) 1) воздушное распыление – давление воздуха для маловязких 3-4 атм., для более вязких 3-6 атм. Красконагнетательные баки С-383, С-764, С-411А и т.д. представляют собой резервуары цилиндрической формы, объемом 16-120 л. Можно использовать пистолет-распылитель С 592. «+»: высок. производительность, различные формы покрытий. «-»: большие потери, туманно образование, невозможность нанесения низковязких ЛКМ. 2) безвоздушное распыление - отличается малыми потерями, возможно нанесение жидкости большей вязкости. Метод основан на диспергировании ЛКМ за счет большей скорости истечения из отверстий щелевого типа под давлением 60 атм. + подогрев удалятся 50% растворителя УБРК-1 для больших габаритных и сложных профильных, экономия ЛКМ, + эффективность, небольшое туманообразование, малые потери краски, вязкие краски, осуществляется при комнатной температуре, большая производительность, сокращение времени сушки, меньше пор, повышенные качества.
3) распыление в электрическом поле применяется в стационарных условиях «+»: снижение расхода ЛКМ, исключается потери, возможно проведение работ, как при наличии распылительных камер, так и в производственных цехах, высокое качество окраски, улучшается санитарно-гигиенические условия труда. Необходимо проверять концентрацию взрывоопасных примесей в воздухе.
|
9. Виды конструкций химически стойких полов. Какие материалы применяются для устройства для устройства покрытия полов, требования к ним.
Полы являются важным конструктивным элементом зданий. Стойкость пола определятся единым решением его конструкций, а также соблюдением условий эксплуатации. Пол стойкий, если подвергаясь воздействию агрессивных сред и механических нагрузок в течении 25-30 лет не имеет разрыхлений, трещин, выбоин покрытия. Элементы пола: покрытие, прослойка, гидроизоляционный слой, стяжка, подстилающий слой (несущий), теплоизоляционный слой, гидроизоляционный от грунтовых вод, грунтовое основание. 1,2,3-5-обязательны. Наибольшей стойкостью и непроницаемостью должен обладать верхний слой покрытия. К нему предъявляются требования: прочность, теплостойкость.
1-при действии кислых сред: а) покрытия из штучных кислотостойких материалов и изделия: - кирпич, диабазовая и базальтовая плитка, кислотоупорная и керамическая плитка, плиты из ситалла и шлакоситалла, брусчатка из гранита, базальта, кварцита, полимербетонные плиты на основе фурановых смол, фенолитовые плитки. б) монолитные покрытия:- из раствора и бетона на жидком стекле, из асфальтобетона с кислотостойким ЗП, из мастик полимер растворов и полимербетонов на полимерных смолах(эпоксидные, фурановые)
2-щелочестойкие полы. а) штучные - из бетонных, мозаичных, мраморных плит, керамики; базальт, диабаз. плиты, плитки из ПВХ, резины, чугунные и стальные плиты. б)монолитные из плотных цементного бетона, ЦПРа на основе высокоосновного ПЦ, щелочестойкого асфальтобетона или полимер растворов и мастик на основе эпоксидных полиэфирных смол и латексов. в)-рулонные и листовые материалы
3-при одновременном или переменном действии кислот и щелочей покрытие пола выполняется из кислотостойких керамических и каменных материалов, кислотостойких асфальтобетонов.
4- при одновременном и переменном действии кислых сред и растворителей – покрытия из кислотостойких штучных материалов, из монолитного кислотостойкого бетона и раствора, полимербетона на фурановых смолах с кислотостойким наполнителем. Асфальтобетон и битум применять нельзя.
5-одновременно попеременное действии щелочных сред и органических растворителей: полы из плотного цементного бетона и раствора на основе ПЦ, мозаичных и мраморных плит, диабаза, ситалла, шлакоситалла.
6 – одновременном и переменном действии кислых, щелочных сред и растворителей- полы из кислотоупорной керамики, обычной керамики, диабазовых и базальтовых плит. Водосливные и водоотводящие устройства встраиваются в конструкции пола и д.б. водонепроницаемые, иметь хим.стойкую изоляцию и доступ для осмотра. Для отвода агрессивных сред с поверхности бетона устраиваются лотки, трапы, каналы. Уклоны обеспечивают быструю эвакуацию проливов в лотки, каналы, трапы и обязательны при мокрой уборке пола.
6-полимерная мастика |
10. Полимеры – строение, общая характеристика свойств, какие термореактивные смолы знаете, и какие материалы на их основе изготавливают. Виды линейных полимеров и их основные свойства Органические полимеры – твердые или высоко эластичные материалы, молекулы которых представляют собой длинные цепи с молекулярной массой от 100 тыс. до нескольких млн. единиц или пространственную сетку из таких цепей. Термопласты - линейные полимеры способны обратимо плавиться и твердеть при нагревании и охлаждении. Легко перерабатываются при t =150-250 оС, формуют методом литья под давлением, экструзией, вальце- каландровым способом, прессованием. Полиэтилен [-CH2-CH2-]n – кристаллизующийся полимер. Состоит из гибких молекул. Хим. стойкий, не смачивается водой, непроницаем для воды, не набухает, стоек к разбавленным неорганическим кислотам, а также к бензину. Эластичен до -70 оС, T разм = 90-120 оС. Прочность на растяжение 13-20 МПа, относительное удлинение до 300%, стареет под лучами солнца, охрупчивается, нет адгезии Сульфохлорированный полиэтилен получают обработкой ПЭ газообразным хлором + SO3. Каучука подобный материал, высокая хим. стойкость стоек к озону, способен вулканизироваться и изготавливают плиты и листы, лаки, краски. П Поливинилхлорид.
Реактопласты – это мономерные или олигомерные соединения в виде смол или твердых легкоплавких или растворимых соединений при их отверждении в результате хим. реакций образуются полимеры сетчатого строения. Отличаются высокой хим. стойкостью, прочностью, теплостойкостью, жесткостью. Термореактивные смолы. Фенольные (фенолформальдегидные), эпоксидные, фураноые Фенолформальдегидные смолы (ФФС). Высокая прочность, жесткость, теплостойкость, стойкость к минеральным и органическим кислотам (кроме спирта, ацетона, высоко концентрированных), слабо стойкие к щелочам. Получают замазки путем смешения раствора ФФС с наполнителем и катализатором. Арзалит-5 (стойкая к кислотам, щелочам, теплостойкость 130 оС) Фурановые
смолы.
Полиэфирные смолы. Прозрачные, низковязкие, запах стирола, для отверждения используют перекиси и ускорители. Изготавливают светлоокрашенные мастики, растворы, полимер бетоны. Стойкие к растворам кислот и солей. Теплостойкость 120-135 оС. Водопоглощение 0,2%. Rсж = 80-360 МПа, Rизг =70-200 МПа Эпоксидные смолы. Эпоксидиановые ЭД-20, ЭД-16. Отверждаются аминами (холодного отверждения) Высокая прочность, жесткость, водо и хим. стойкость. Низкая усадка, малая токсичность, большая совместимость с другими веществами.
|
11. Применение серы в антикоррозионной технике (серный цемент, сероасфальтобетон, серные составы для защитных покрытий, пропитка серой бетона)
Серный цемент представляет собой термопластичную композицию состоящую из серы, кислостойких наполнителей, пластификатора. Применяют для заливки швов, крепление штучных изделий в качестве покрытий и т.д. Сера имеет следующие свойства: высокая адгезия, стойкость к кислотам, водостойкость, атмосфера и хим. стойкость, низкая электро и теплопроводность. Температура плавления серы 112,8 оС, устойчива до 95 оС, плотность 2,03-2,09 кг/м3 . Водо и кислото нерастворима, растворима в анилине, феноле, бензоле, бензине. Серные бетоны получают смешением раствора серы с заполнителем при 140-150 оС. Серные бетоны получают 3 спосабами.
Сероасфальтобетон вбитум вводят 20% серы при 120-150 оС и перемешивают. Высокая прочность, высокий модуль упругости, более бензостойкие, маслостойкие, высокая износостойкость.
Серные составы для защиты от коррозии 100 частей серы + 10 тонкодисперсный наполнитель тальк + 2-5 частей пластификатор. Наносят в расплавленном виде на поверхность строительной конструкции (каналы, резервуары, сточные лотки, трубы, откосы и т.д.)
Пропитка серой бетона. Технология пропитки заключается в следующим:
Время пропитки в зависимости от назначения 2-48 часа.
+ Прочность увеличивается в 3 раза + Модуль упругости в 2 раза возрастает + В раннем возрасте эффект пропитки возрастает + Увеличивается плотность, водостойкость, морозостойкость, хим. стойкость (действию кислот и солей, но невысокая стойкость по отношению к щелочам)
|
|