Коррозия трубопроводов – способы и методы их защиты

О методах и способах борьбы с коррозией трубопроводов

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Дата публикации: 13.04.2020 2020-04-13

Статья просмотрена: 249 раз

Библиографическое описание:

Тиханова, М. М. О методах и способах борьбы с коррозией трубопроводов / М. М. Тиханова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 15 (305). — С. 162-164. — URL: https://moluch.ru/archive/305/68767/ (дата обращения: 24.09.2021).

В данной научной статье рассмотрены ключевые направления защиты от коррозии, ее основные виды и причины возникновения. Основные факторы, негативно влияющие на состояние трубопроводов.

Ключевые слова: коррозия, виды коррозионных разрушений, современные методы, защита неметаллическими покрытиями, легирование, наружная коррозия подземных трубопроводов.

В настоящее время основной проблемой при обслуживании и эксплуатации подземных трубопроводов является коррозия, которая подразделяется на внутреннюю и наружную [1с.156]. В качестве одной из причин появления внутренней коррозии является наличие в воде растворенного кислорода. Кислород попадает в тепловые сети, преимущественно вместе с подпиточной водой.

Как правило, скорость коррозии напрямую зависит от количества кислорода и скорости диффузии данного растворенного кислорода. Таким образом, чем больше растворенного кислорода, тем быстрее происходит коррозийный процесс. Борьба с внутренней коррозией происходит с помощью подпитки трубовых сетей деаэрированной водой, с помощью которой внутренняя коррозия успешно ликвидируется. Согласно статистике, тепловые сети, работающие в течение 70 % времени и находящиеся в температурном режиме (70–80°С) больше подвергаются наружной коррозии, чем все остальные.

Выделяют два основных вида наружной коррозии: сплошная равномерная и язвенная очаговая [2с.246]. При сплошной коррозии — разрушение металла происходит в основном с одинаковой скоростью. Такие повреждения имеют место в основном при разрушении поверхностей на открытом воздухе. В качестве одного из главных факторов, который способствует развитию именно такого рода повреждениям является аэрация.

Рис. 1. Виды коррозионных разрушений

Однако, наибольшую опасность, именно по скорости распространения, представляют собой именно разрушения сквозные, которые также называются язвенной очаговой коррозий. Скорость распространения язвенных очаговых повреждений варьируется в пределе 1,4–1,8 мм/год, так как сплошные равномерные повреждения распространяются со скоростью 0,1–0,2 мм/год.

Наружная коррозия подземных трубопроводов по своей природе делится на химическую, электрохимическую и электрическую [3с.284].

Химическая коррозия возникает в результате воздействия на металл различных жидкостей и газов из почвы через изоляцию на поверхности труб. Такую коррозию относят к виду сплошной. При ней толщина стенок труб уменьшается равномерно.

Электрохимическая коррозия образуется в результате взаимодействия металла (электрод) с вредными растворами в грунте (электролит). Она в основном имеет тип коррозии очаговой. В результате на трубопроводах появляются локальные язвы и глубокие каверны, которые могут развиваться через отверстия в стенке трубы.

Электрическая коррозия возникает, когда электрический ток, протекающий через землю, действует на трубу. Токи проникают в землю в результате утечек из рельсов электрифицированного транспорта — они называются странствующими. Проникнув в трубопровод, они движутся по нему, где около тяговой подстанции покидают трубопровод в грунте, образуя очаги электрической коррозии.

К сожалению, нет метода, чтобы можно было предотвратить разрушение стенок трубопровода, однако в наших силах уменьшить скорость распространения разрушения. К современным методам можно отнести защиту неметаллическими покрытиями. К ним относятся: масляные и алкидные краски, битумные и синтетические лаки, а также полимерные материалы, образующие защитную пленку на поверхности, которая помогает предотвратить взаимодействие материала с окружающей средой и влагой.

Этот способ обработки металла при помощи лакокрасочных материалов является самым удобным, так как произвести обработку можно на строительной площадке. Эффективность этого метода будет зависеть от многих факторов: от климата, качества защитного материала и его количества.

Следующий способ это — легирование, то есть добавка прочих металлов. Добавление к железу Mo, Mn, W, Cr, Al, Ni, в качестве легирующих добавок получают нержавеющие стали. Такой материал ржавеет с малой скоростью.

Подводя итоги, можно сказать, что в настоящее время на состояние трубопроводов негативно влияют многие факторы: воздействие различных жидкостей и газов из почвы, появление в грунте вредных растворов, проникновение электрического тока. В результате работы, установлены основные причины возникновения коррозии, были проанализированы методы борьбы с ней. Из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что за счет эффективной и надежной защиты трубопроводов сокращаются финансовые издержки на их обеспечение и содержание.

  1. Кузнецов М. В. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров / М. В. Кузнецов, В. Ф. Новоселов, П. И. Тугунов и др. — Москва: Недра, 2016. — 238 с.
  2. Ионин, А. А. Теплоснабжение / А. А. Ионин. — Москва: Стройиздат, 2010. — 336 c.
  3. Стрижевский И. В., Сурис М. А. Защита подземных теплопроводов от коррозии. М.: Энергоатомиздат, 2012. — 344 с.
Читайте также:
Красивый ремонт в ванной при помощи цемента и эпоксидки: элитная отделка за копейки

Коррозия подземных трубопроводов и защита от нее

Методы защиты подземных металлических трубопроводов от коррозии подразделяются на пассивные и активные

Коррозия подземных трубопроводов является одной из основных причин их разгерметизации вследствие образования каверн, трещин и разрывов.

Коррозия металлов, т.е. их окисление – это переход атомов металла из свободного состояния в химически связанное, ионное. При этом атомы металла теряют свои электроны, а окислители их принимают.

На подземном трубопроводе за счет неоднородности металла трубы и гетерогенности грунта (как по физическим свойствам, таки по химическому составу) возникают участки с различным электродным потенциалом, что обуславливает образование гальванических коррозионных элементов (рис.2.1 и 2.2).

Важнейшими видами коррозии являются: поверхностная (сплошная по всей поверхности), местная в виде раковин, язвенная (питтинговая), щелевая, межкристаллитная и усталостное коррозионное растрескивание. Два последних вида коррозии представляют наибольшую опасность для подземных трубопроводов.

Поверхностная коррозия лишь в редких случаях приводит к повреждениям, тогда как по причине язвенной коррозии происходит наибольшее число повреждений.

Коррозионная ситуация, в которой находится металлический трубопровод в грунте, зависит от большого количества факторов, связанных с грунтовыми и климатическими условиями, особенностями трассы, условиями эксплуатации. К таким факторам относятся:

  • влажность грунта,
  • химический состав грунта,
  • кислотность грунтового электролита,
  • структура грунта,
  • температура транспортируемого газа.

Наиболее сильным отрицательным проявлением блуждающих токов в земле, вызываемое электрифицированным рельсовым транспортом постоянного тока, является электрокоррозионное разрушение трубопроводов. Иллюстрация возникновения блуждающих токов и влияния их на трубопровод приведена на рисунке 2.3.

Интенсивность блуждающих токов и их влияние на подземные трубопроводы зависит от таких факторов, как:

  • переходное сопротивление рельс-земля;
  • продольное сопротивление ходовых рельсов;
  • количество поездов на перегоне;
  • расстояние между тяговыми подстанциями;
  • потребление тока электропоездами;
  • число и сечение отсасывающих линий;
  • удельное электрическое сопротивление грунта;
  • расстояние и расположение трубопровода относительно пути;
  • переходное и продольное сопротивление трубопровода.

Следует отметить, что блуждающие токи в катодных зонах оказывают защитное воздействие на сооружение, поэтому в таких местах катодная защита трубопровода может быть осуществлена без больших капитальных затрат.

Методы защиты подземных металлических трубопроводов от коррозии подразделяются на пассивные и активные.

Пассивный метод защиты от коррозии предполагает создание непроницаемого барьера между металлом трубопровода и окружающим его грунтом. Это достигается нанесением на трубу специальных защитных покрытий (битум, каменноугольный пек, полимерные ленты, эпоксидные смолы и пр).

На практике не удается добиться полной оплошности изоляционного покрытия. Различные виды покрытия имеют различную диффузионную проницаемость и поэтому обеспечивают различную изоляцию трубы от окружающей среды. В процессе строительства и эксплуатации в изоляционном покрытии возникают трещины, задиры, вмятины и другие дефекты. Наиболее опасными являются сквозные повреждения защитного покрытия, где, практически, и протекает грунтовая коррозия.

Так как пассивным методом не удается осуществить полную защиту трубопровода от коррозии, одновременно применяется активная защита, связанная с управлением электрохимическими процессами, протекающими на границе металла трубы и грунтового электролита. Такая защита носит название комплексной защиты.

Активный метод защиты от коррозии осуществляется путем катодной поляризации и основан на снижении скорости растворения металла по мере смещения его потенциала коррозии в область более отрицательных значений, чем естественный потенциал.

Читайте также:
Использование отработки в хозяйстве: 7 интересных способов, рекомендации по утилизации

В 1928 году Роберт Кун опытным путем установил, что величина потенциала катодной защиты стали составляет минус 0,85 Вольт относительно медносульфатного электрода сравнения. Так как естественный потенциал стали в грунте примерно равен -0,55. -0,6 Вольта, то для осуществления катодной защиты необходимо сместить потенциал коррозии на 0,25. 0,30 Вольта в отрицательную сторону.

Прилагая между поверхностью металла трубы и грунтом электрический ток, необходимо достигнуть снижения потенциала в дефектных местах изоляции трубы до значения ниже критерия защитного потенциала, равного – 0,85 В. В результате этого скорость коррозии снимется до 10 мкм в год, утрачивая при этом практическое значение.

Катодную защиту трубопроводов можно осуществить двумя методами:

  • применением магниевых жертвенных анодов-протекторов (гальванический метод);
  • применением внешних источников постоянного тока, минус которых соединяется с трубой, а плюс – с анодным заземлением (электрический метод).

В основу гальванического метода положен тот факт, что различные металлы в электролите имеют различные электродные потенциалы. Если образовать гальванопару из двух металлов и поместить их в электролит, то металл с более отрицательным потенциалом станет анодом и будет разрушаться, защищая, тем самым, металл с менее отрицательным потенциалом (рис.2.4а).

а) с помощью гальванических жертвенных анодов,

б) с помощью поляризации от источника постоянного тока.

На практике в качестве жертвенных гальванических анодов используются протекторы из магниевых, алюминиевых и цинковых сплавов.

Применение катодной защиты с помощью протекторов эффективно только в низкоомных грунтах (до 50 Ом-м). В высокоомных грунтах такой метод необходимой защищенности не обеспечивает.

Катодная защита внешними источниками тока более сложная и трудоемкая, но она мало зависит от удельного сопротивления грунта и имеет неограниченный энергетический ресурс (рис.2.4б).

В качестве источников постоянного тока, как правило, используются преобразователи различной конструкции, питающиеся от сети переменного тока. Преобразователи позволяют регулировать защитный ток в широких пределах, обеспечивая защиту трубопровода в любых условиях.

В качестве источников питания установок катодной защиты используются воздушные линии 0,4; 6; 10 кВ, а также автономные источники: дизельгенераторы, термогенераторы, газогенераторы и другие.

Защитный ток, накладываемый на трубопровод от преобразователя и создающий разность потенциалов “труба-земля”, распределяется неравномерно по длине трубопровода. Поэтому максимальное по абсолютной величине значение этой разности находится в точке подключения источника тока (точке дренажа). По мере удаления от этой точки разность потенциалов “труба-земля” уменьшается. Чрезмерное завышение разности потенциалов отрицательно влияет на адгезию покрытия и может вызвать наводораживание металла трубы, что может стать причиной водородного растрескивания. Снижение разности потенциалов не обеспечивает защиту от коррозии и, в определенном диапазоне, может способствовать коррозионному растрескиванию под напряжением.

Анодная защита является одним из методов борьбы с коррозией металлов в агрессивных химических средах. Она основана на переводе металла из активного состояния в пассивное и поддержании этого состояния при помощи внешнего анодного тока. Катодная защита высоколегированных сталей в сильных кислотах невозможна.

В противоположность катодной защите при анодной защите имеются только узко ограниченные области защитных потенциалов, в которых возможна защита от коррозии.

Коррозия трубопроводов — причины и последствия

Коррозия трубопроводов представляет собой основную причину возникновения разгерметизации, в результате которой на поверхности трубы появляются трещины, разрывы и каверны. И поэтому, защита трубопроводов от коррозии является задачей не только строителей или изготовителей, но также специалистов создающих проекты и тех, кто будет ими пользоваться.

Причиной возникновения ржавчины и коррозии на стальных резервуарах может стать неподходящий состав протекающей по ним жидкости, неправильное сочетание различных металлов, а также недостаточная борьба с коррозией и плохо подобранные способы протекции. Опасность коррозии заключается в том, что она может стать причиной течи трубопроводов. Выполнить ремонт труб, после повреждения можно только используя сварку.

Читайте также:
Натяжной паркет — прочное и надежное покрытие для пола

Общие положения

Коррозийные процессы представляют собой окисление металла, при котором его атомы меняют свободное состояние, теряя свои электроны, на ионное. Трубопровод, проложенный под землёй, подвергается двум видам коррозии, в природе которых стоит разобраться прежде, чем начинать с ними бороться. Поэтому я уделю немного внимания их описанию:

Почвенная

Схема, демонстрирующая воздействие почвенной коррозии на металлический трубопровод

Как вы уже наверняка догадались из названия и прилагающейся схемы, почвенная коррозия возникает из-за контакта стали с грунтом. В свою очередь она делится на следующие подвиды:

  • Химическая. Появляется в результате воздействия на железо газов и неэлектролитов жидкого типа. Примечательно, что при ней материал разрушается равномерно, и образование сквозных отверстий практически невозможно, что делает такой тип коррозийного процесса наименее опасным для проложенной под землёй магистрали;
  • Электрохимическая. Металл выступает электродом, а грунтовые воды, коих в нашем климатическом поясе невероятно много, электролитом. Происходящий процесс очень схож с работой гальванической пары и провоцирует разрушение точечных участков на поверхности труб, что в итоге приводит к их аварийному состоянию;

Результат поражения стенки стальной трубы электромеханической коррозией

  • Электрическая. Возникает вследствие воздействия на сталь блуждающих токов, которые могут «стекать» с рельс, подстанций и иных электрифицированных приборов, заполняющих современные города. Является наиболее опасным и разрушительным коррозийным процессом.

Внутренняя коррозия

Схема, демонстрирующая воздействие внутренней коррозии на металлический трубопровод

Если транспортируемая жидкость обладает низким водородным показателем, а вот содержание кислорода, сульфатов и хлоридов у неё, наоборот, высокое, то не избежать также и внутренних коррозийных процессов, в результате которых:

  • Увеличивается уровень шероховатости внутренней поверхности стенки, что приводит к снижению проходимости воды;

Внутренняя часть трубопровода из-за воздействия внутренней коррозии становится более шероховатой

  • Ухудшается качество транспортируемой жидкости, так как в неё попадает ржавчина;
  • Со временем может появиться сквозное отверстие, способное стать причиной разрыва трубопровода.

Суть процедуры

Протекторная защита строится на основе такого вещества, как ингибитор. Это металл, имеющий повышенные электроотрицательные качества. При воздействии на него воздуха происходит растворение протектора. Вследствие этого основной материал сохраняется, даже если на него оказывается сильное влияние коррозии.

Различные виды коррозии легко победить, если использовать катодные электрохимические методы, к которым относится и протекторная защита. Подобная процедура – идеальное решение, когда у предприятия нет финансовых возможностей или технологического потенциала, чтобы обеспечить полноценную защиту от коррозийных процессов.

Виды и свойства антикор покрытий для трубопроводов

Чем же покрывают трубы от коррозии? Основную обработку труб от коррозии можно разделить на обработку внутренней поверхности труб от коррозии и на защиту трубопроводов от внешней коррозии. Для каждой поверхности используются примерно одинаковые материалы, но в различных пропорциях.

К наиболее часто применяющимся веществам можно отнести:

  • Битумные и битумно-полимерные материалы;
  • Материалы на основе полиэтилена;
  • Смолы;
  • Грунтовки и шпатлевки;
  • Эмали;
  • Краски.

Главные свойства этих покрытий:

  • Эффективная защита стальных труб от коррозии;
  • Относительно длительный срок эксплуатации;
  • Быстрое и простое нанесение;
  • Возможность нанесения на большие изделия и мелкие части;
  • Экономичность расхода;
  • Доступная цена;
  • Распространенность на рынке строительных товаров.

Причины возникновения

Коррозия стальных подземных труб представляет собой явление, основной причиной которого можно назвать реакции электрохимического окисления металлов от их постоянного взаимодействия с влагой. В результате таких реакций, состав металла меняется на ионном уровне, покрывается ржавчиной, распадается и просто пропадает с поверхности.

На процесс окисления может оказывать влияние характер жидкости, которая течет по подземному трубопроводу отопления или свойства среды, в которых он расположен. Именно по этой причине, выбирая подходящие средства для борьбы с ржавчиной необходимо учитывать все особенности, предшествовавшие ее возникновению. В противном случае, ремонт при помощи сварки неизбежен.

Об особенностях электрохимической защиты

Основной причиной разрушения трубопроводов является следствие коррозии металлических поверхностей. После образования ржавчины образовывают трещины, разрывы, каверны, которые постепенно увеличиваются в размерах и способствуют разрыву трубопровода. Это явление чаще происходит у магистралей, проложенных под землей, или соприкасающихся с грунтовыми водами.

Читайте также:
Полиморф — идеальный выбор для 3D-моделирования в домашних условиях

В принципе действия катодной защиты заложено создание разности напряжений и действия двумя вышеописанными методами. После проведенных измерительных операций непосредственно на местности расположения трубопровода выяснено, что нужный потенциал, способствующий замедлению процесса разрушения должен составлять 0,85В, а у подземных элементов это значение равно 0,55В.

Для замедления скорости коррозии следует снизить катодное напряжение на 0,3В. При таком раскладе, скорость коррозии не будет более 10 мкм/год, а это существенно продлить срок службы технических устройств.

Одна из значимых проблем – это наличие блуждающих токов в грунте. Такие токи возникают от заземлений зданий, сооружений, рельсовых путей и иных устройств. Тем более невозможно провести точную оценку, в каком месте они могут проявиться.

Для создания разрушающего воздействия достаточно заряда стальных трубопроводов положительным потенциалом по отношению к электролитическому окружению, к ним относятся магистрали, проложенные в грунте.

Для того чтобы обеспечить контур током необходимо подвести внешнее напряжение, параметры которого будут достаточными для пробивания сопротивления грунтового основания.

Как правило, подобные источники – это линии электропередач с показателями мощностей от 6 до 10 кВт. Если электрический ток невозможно подвести, то можно использовать дизельные или газовые генераторы. Монтер по защите подземных трубопроводов от коррозии перед выполнением работ должен быть ознакомлен с проектными решениями.

Нанесение антикоррозийного покрытия

Способ нанесения антикоррозийного покрытия зависит от выбранного материала покрытия и требует индивидуального подхода. Однако существуют единые нормы, которые применяются в любом случае:

  1. Поверхность подготавливают: очищают от окалин, ржавчины, старого защитного покрытия, краски;
  2. Зачищают очищенную поверхность;
  3. Поверхность обезжиривают с помощью специальных составов;
  4. Очищают с помощью песко- или дробеструйной машины с мелким песком;
  5. Обрабатывают моющими средствами для очищения глубоких слоев изделия;
  6. Промывают поверхность;
  7. Высушивают поверхность перед нанесением основного защитного покрытия;
  8. Каждый слой наносимого защитного покрытия тщательно высушивается.

Чаще всего применяется антикоррозийная покраска труб, так как этот материал имеет широкое распространение, демократичную цену, легок в нанесении (распыление или нанесение валиком) и долговечен.

Применяемое оборудование для антикоррозийной обработки труб

В зависимости от вида защитного покрытия, применяется специальное оборудование, например, установка электродуговой металлизации (позволяет наносить металлические покрытия), установки для плазменного напыления, установки для «холодного» цинкования стальных изделий (для лакокрасочных изделий), установки для напыления (грунтовые и лакокрасочные вещества), валик.

Обязательно соблюдение техники безопасности при производстве работ. Специалисты, выполняющие обработку должны находиться в специальной защитной форме.

1. Виды коррозии

Коррозия в зависимости от механизма реакций, протекающих на поверхности металла, подразделяется на химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия представляет собой процесс разрушения металла при взаимодействии с сухими газами (газовая коррозия) или жидкими неэлектролитами (коррозия в неэлектролитах) по законам химических реакций и не сопровождается возникновением электрического тока. Продукты коррозии в этом случае образуются непосредственно на всем участке контакта металла с агрессивной средой.

При длительной эксплуатации трубопроводов, защищенных только изоляционным покрытием, возникают сквозные коррозионные повреждения уже через 5—8 лет после укладки трубопроводов в грунт вследствие почвенной коррозии, так как изоляция со временем теряет прочностные свойства и в ее трещинах начинаются интенсивные процессы наружной электрохимической коррозии. Суть процессов электрохимической коррозии заключается в следующем.

Электрохимическая коррозия (коррозионное разрушение) возникает под действием коррозионно-активной среды, разнообразна по характеру, вызывает большинство коррозионных разрушений трубопроводов и оборудования. Электрохимическая коррозия протекает с наличием двух процессов — катодного и анодного.

Электрохимическая коррозия является гетерогенной электрохимической реакцией. Она подразделяется на коррозию в электролитах, почвенную, электрокоррозию, атмосферную, биокоррозию, контактную. Во всех случаях окисление металлов происходит за счет возникновения электрического тока, протекают анодные и катодные процессы на различных участках поверхности и продукты коррозии образуются на анодных участках. При электрохимической коррозии одновременно протекают два процесса – окислительный (аноидный), вызывающий растворение металла на одном участке, и восстановительный (катодный), связанный с выделением катиона из раствора, восстановлением кислорода и других окислителей на другом. В результате возникают микрогальванические элементы, и появляется электрический ток, обусловленный электронной проводимостью металла и ионной проводимостью раствора электролита. Анодные и катодные процессы локализуются на тех участках, где их протекание облегчено. Причины, вызывающие электрохимическую неоднородность поверхности, весьма многочисленны: макро- и микронеоднородности металла; фазовая и структурная неоднородность сплавов; неоднородность и несплошность поверхностных пленок; неоднородность деформаций и напряжений. Кроме того, неоднородны и жидкие фазы, контактирующие с поверхностью.

Читайте также:
Декоративные пропитки для дерева - виды, свойства и характеристики

Существующие виды коррозии металлов представлены на рис. 1.

Рисунок 1 – Виды коррозии: а – пятнами; б – язвенная; в – точечная; г -подповерхностная; д – структурно-избирательная; е -межкристаллитная; ж -коррозионное растрескивание

Энергетическая характеристика перехода ионов в раствор при взаимодействии металла с электролитом или обратно – электродный потенциал. При взаимодействии металла с водой происходит его растворение или разрушение, т.к. атомы кислорода и водорода воды образуют полярные молекулы с двумя полюсами («+» и «-»), что приводит к возникновению силового электрического поля в воде. Молекулы воды внедряются в кристаллическую решетку металла на его поверхности (происходит гидратация), и переходя в воду с образованием ион-атома несущего положительный заряд. При этом оставшиеся в металле электроны носят отрицательный заряд. Ион-атом окружается молекулами воды, происходит образование у поверхности металла двойного электрического слоя и возникает разность потенциалов между поверхностью металла и слоями раствора, прилегающими к нему. При насыщении слоя ион-атомами переход их с поверхности металла в раствор прекращается. В этом случае устанавливается равновесие между разностью потенциалов в слое и разностью между свободными энергиями ионов металла в металле и в растворе. Это состояние соответствует равновесному электродному потенциалу. Он зависит от свойств ионов, их концентрации в растворе. Электродный потенциал платинового электрода в растворе НС, содержащий ионы водорода, продуваемого через раствор, условно принимается равным нулю, и называется нормальным водородным электродом. Равновесные потенциалы различных электродов % в растворах собственных солей, в которых концентрация равна единице, измеренные относительно нормального водородного электрода, называется нормальными потенциалами. Они образуют нормальный электрохимический ряд напряжений, по которому можно определить какой из пары взятых металлов будет разрушаться (служить анодом), и степень опасности коррозийного процесса.

Согласно теории электрохимической коррозии разрушение металла обусловлено работой множества короткозамкнутых гальванических элементов, образующихся вследствие неоднородности среды и металла. При работе коррозийного элемента уменьшается разность начальных потенциалов, что сопровождается уменьшением коррозийного тока. Этот процесс называется поляризацией. Различают анодную и катодную поляризацию. При анодной поляризации в случае усиленного растворения металла ионы металла медленнее переходят в раствор, чем электроны отводятся в катодную область, и у поверхности электрода накапливаются положительные ионы металла, потенциал анода смещается в сторону положительных значений. Катодная поляризация сопровождается смещением потенциала электрода в отрицательную сторону и вызывается в основном малой скоростью электрохимической реакции соединения деполяризаторов с электронами. Участки, на которых растворяется металл, называются анодными, на них ион-атомы железа переходят в раствор, а на катодных – ток выводит в грунт. Электрохимические процессы на аноде и катоде различны, но взаимосвязаны, и, как правило, самостоятельно не протекают. Такая связанная система называется коррозионным микроэлементом. На анодных участках осуществляется окисление с образованием ионов металла Fe +2 , а на катодных под влиянием кислорода образуется гидроокись (в результате кислородной деполяризации).

Ионы железа и гидроксила взаимодействуют и образуют нерастворимый осадок Fe(OH)2, который разлагается на окись железа и воду ;FepH )2 —» Fe2O3 + Н2О Высвобождающиеся при окислении электроны от анодного участка по металлу изделия протекают к катоду и участвуют в реакции восстановления.

Читайте также:
Пескоструйная насадка на «Керхер»: пескоструй из мойки своими руками

В некоторых случаях возможны сложные процессы коррозии при одновременном воздействии двух или более факторов. К ним относятся коррозия под напряжением, щелевая, коррозионная эрозия, коррозионная кавитация. Скорость коррозионных процессов зависит от многих факторов, связанных как со свойствами, составом и строением металлического материала, так и со свойствами среды и внешними воздействиями. Для стальных трубопроводов, уложенных в грунт, скорость разрушения зависит во многом от кор-розионности грунта, в частности, от типа грунта, состава и концентрации веществ, содержания влаги, проникновения воздуха в грунт, структуры грунта, температуры и удельного сопротивления грунта, наличия в грунте бактерий, активизирующих коррозионные процессы. Оценивается коррозионная активность грунта по величине его удельного электросопротивления (чем меньше р, тем больше возможность коррозии). Важной характеристикой грунта является и водородный показатель рН среды (увеличение скорости коррозии при уменьшении рН). На интенсивность коррозии оказывает влияние неоднородность металла, механические напряжения, температуры и т.д. Неоднородность металла приводит к появлению коррозионных микроэлементов (микропар) в местах соприкосновения с грунтом, или в месте изменения физических свойств грунта. Коррозия может произойти и при образовании макропары из-за наличия макровключений – окалины, царапины, вмятины, наклепа, поперечных, продольных сварных швов, макроструктурной неоднородности физико-химических свойств почв, (например, при неоднородном поступлении кислорода к поверхности трубопровода, расположенном под полотном дороги). Существенное влияние на скорость коррозии оказывает жизнедеятельность анаэробных бактерий, особенно в почвах, содержащих большое количество сульфатных солей. В этом случае происходит образование серной кислоты и усиление коррозионных процессов.

Разновидности составов и методы защиты трубопроводов от коррозии

Коррозия на поверхности трубопроводов очень неприятный момент. Ведь в результате ее появления на поверхности появляются трещины и разрывы, а это грозит разгерметизацией и большими финансовыми потерями, размер которых зависит от сферы применения материала.

Это проблема не только конечного покупателя, производителя, но и архитекторов.

В связи с этим рассмотрим подробнее причины и способы протекции конструкций.

Причины происхождения ржавчины могут быть разными.

К примеру, некачественные средства избавления от повреждений, неподходящая жидкость, протекаемая по трубопроводу или неправильно подобранные материалы.

Появление повреждений приводить к протеканию труб, которое нужно устранять с помощью сварки.

Причины возникновения

Ржавчина трубопроводов — это процесс разрушения металлической конструкции в процессе химической реакции окисления металлических поверхностей с жидкостью.

Результатом такой реакции является изменение структуры металла на ионном уровне, от чего изделие покрывается вредоносным веществом и распадается или вовсе исчезает с поверхности.

Перед тем, как использовать металлическую конструкцию, необходимо проанализировать среду использования, характер жидкости, чтобы определится со способами борьбы, иначе нужно применять сварочные работы, чтобы убрать следы повреждений.

Виды защиты

Для очищения поврежденной поверхности используют такие методы:

  • блуждающий ток;
  • очистка стенок;
  • очищение жидкости специальными веществами;
  • анодная;
  • катодная.

Все методы очистки отопительных трубопроводов основаны на общем принципе обработки металла специальными веществами и смесями. В результате их воздействия, на поверхности конструкции возникает крепкая защитная пленка.

Обработка жидкости

Очистить трубопроводы изнутри от разрушения довольно сложный технический процесс.

Коррозия на внутренних стенках труб возникает в результате воздействия составных элементов протекаемой жидкости — карбоната, бикарбоната и кислорода.

Задача очистки внутренних стен заключается в том, чтобы превратить жидкость из агрессивной в слабо реагирующую среду.

Процесс состоит в том, чтобы добавить соду, кальций или натриевый карбонат в саму жидкость.

Иногда используют полифосфаты, если вода проходит по отдельным точкам трубы.

Для протекции оцинкованных труб достаточно применить фосфаты, силикаты и поликарбонаты. В результате такой отделки на стенках трубы появляется защитная пленка.

Обработка стенок

Стенки трубы нужно отделывать с внешней и внутренней стороны.

Благодаря гальванике появляется протекционная пленка на внутренней и внешней поверхности глубоко проникает в слой металла и сохраняет материал долгие годы.

Для защиты от повреждений подходит метод нанесения металла на металл, например, цинка, который ржавчине не поддается. Кроме цинка также эффективно наносить ЛКМ, эмаль.

Наиболее популярным способом протекции металлической наружности от ржавчины считается цинкование либо нанесения магния на материал.

Читайте также:
Как заделать щели и трещины в брусе: обзор способов

Блуждающий ток

Для борьбы с повреждением металлических наружностей, по которых проходит ток, необходимо проводить дренаж электрического характера.

В случае прохождения электролиза (прохождении электротока от катода к аноду), стенки материала поддаются реакции и могут разрушать металлическую наружность, что способствует возникновению коррозии.

Индуцированный ток

Катодная протекция основана на подаче постоянного электрического напряжения, что не допускает разрушать защитную пленку металла.

Для этого потребуется низко сопротивляемся электрический кабель, отлично изолированный.

В этом случае трубопровод выступает катодом, а это означает сохранность от повреждений.

Расходуемый анод

Для защиты от блуждающих напряжений используют химическую протекцию анодом. В его качестве используют загубленный магниевое напряжение.

Так как магний разлагается очень медленно, происходит изоляция внутренних стенок материала.

Такой вид защиты применяют для сохранности от ржавчины вещества из стали.

В случае с использованием анода, его помещают в специальный хлопковый или джутовый мешок, погружен глинистый раствор. Это нужно чтобы анод распределялся равномерно и поддерживался необходимый уровень влажности. В результате появится пленка, которая притормозит разложение анода.

Конечно, для уменьшения пагубного воздействия коррозии на металлическую конструкцию лучше пользоваться изделиями, которые меньше всего ей подвержены. Но они не исключение и тоже разрушаются в процессе использования.

Поэтому защита нужна в любом случае, главное подобрать правильный метод в соответствии с составом жидкости и окружающей среды.

Скандинавская доска: как с ее помощью существенно сэкономить на отделке фасада?

Малярные работы отнимают немало сил, времени и денег. После того, как стены дома окрашены, хочется забыть о проблеме на многие годы. И эта мечта может стать явью, если обшить фасады скандинавской доской

Технология, о которой пойдет речь в этой статье, пришла к нам из Швеции. Отсюда и название — шведская, или скандинавская доска. Также встречается термин «финская доска», хотя в Финляндии она не получила широкого распространения.

Мы фокусируемся на месте изобретения не случайно. Дело в том, что шведы известны своей экономностью, и предпосылкой к появлению шведской доски стала высокая стоимость фасадных работ. Окрашивание стен в Европе стоит очень дорого, и каждый домовладелец хочет, чтобы отделка служила как можно дольше. Решение, найденное бережливыми скандинавами, гениально в своей простоте.

Шведская доска — это по сути, та же вагонка. Разница лишь в том, что ее обстругивают только с трех сторон. Четвертую, лицевую, не обрабатывают после распила, а значит, поверхность остается шероховатой. Если провести по доске рукой, то остается впечатление, что ты гладишь ее «против шерстки». При этом краска впитывается в открытые поры и держится намного дольше, чем на доске, доведенной до зеркальной гладкости.

Этот нехитрый, казалось бы, прием, ощутимо продлевает срок жизни красочного слоя. Производители шведской доски, выпускающие уже окрашенный материал, дают гарантию на покрытие 5 лет. Но прогнозируемый срок его жизни гораздо больше.

При благоприятных условиях окрашенная шведская доска сохраняет первоначальный вид восемь лет и даже более

Впрочем, об окрашивании стоит поговорить подробно. Чтобы к малярным работам не приходилось возвращаться много лет, нужно строго соблюдать технологию. Сначала пиломатериал покрывают грунтом, а потом краской в два слоя. Некоторые производители предлагают необработанную доску, но это должно насторожить покупателя. Грунт необходимо нанести не позже чем через 60 часов после распила, иначе пористая поверхность впитает слишком много влаги, что неминуемо создаст проблемы.

Разумнее будет купить уже загрунтованную скандинавскую доску, и сразу же приступать к обшивке фасадов. Процесс окрашивания при этом можно отложить на целый год. Пропитка содержит сильнодействующие антисептики, защищающие уязвимую древесину от грибка, ультрафиолета и вредоносных насекомых. Кстати, грунт может быть белого, серого и красного цветов. Он сам по себе выглядит довольно эффектно, так что стены не будут всем своим видом кричать о необходимости покраски.

Читайте также:
Искусственный мрамор своими руками: подробное описание технологии

Приобретение загрунтованной и окрашенной доски выглядит еще более логичным. Прежде всего потому, что избавляет от долгих и трудоемких фасадных работ. Но дело не только в этом. Если красить обшивку на фасаде, замковые соединения останутся необработанными, ведь до них невозможно будет добраться кистью. Дерево же будет «играть», усаживаясь на холоде и разбухая на жаре. Со временем ламели хоть немного, но разойдутся, и на стенах появятся непрокрашенные полосы.

Конечно, по ним можно будет пройтись кистью, но напомним, сама суть технологии шведской доски в том, чтобы красить фасады как можно реже. Фабричная же обработка пиломатериала предполагает окрашивание замков, а значит, проблемы полосатого фасада не возникнет.

Шведская доска выпускается в трех вариантах профиля, как и обычная вагонка — планкен, косой планкен, американка, имитация бруса и т.д.

Скажем несколько слов и о лицевой поверхности доски. Выбирая пиломатериал на рынке, потребитель может заметить, что есть доски с однородной шероховатостью и доски с царапинами, нанесенными в процессе распила на фрезеровочном станке. Вторые стоят немого дороже. Возможно, продавец будет говорить, что царапанная доска лучше держит краску, но к таким утверждениям стоит отнестись скептически. Как показывает практика, заметной разницы в эксплуатационных характеристиках нет.

И наконец, цена вопроса. Шведская доска стоит дешевле вагонки, так как из производственного процесса исключается обстругивание лицевой поверхности. Цена чистого, неокрашенного пиломатериала составляет 400-550 руб., загрунтованного — 750 руб., а загрунтованного и окрашенного — порядка 1200 руб. Так что выбрать вариант себе по карману труда не составит.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен, чтобы ничего не пропустить!

Скандинавские мотивы в исполнении умельцев портала – фасад из обрезной доски

Древесина является одним из самых популярных фасадных материалов, благо, есть из чего выбрать – тут и вагонка, и планкен, и различные имитации бруса и бревна. Умельцы нашего портала вовсю осваивают опыт скандинавов и вместо специально обработанной фасадной обналички используют обычную, обрезную доску. Отделка фасада доской – это и бюджетно, и привлекательно, и долговечно, при соблюдении технологии, проверено участниками FORUMHOUSE.

Содержание

  • Вводные.
  • Фасад из обрезной доски от Raklaru.
  • Фасад из обрезной доски от Blin135642.

Фасад из доски: технология родом из северных широт

Шведский, иначе – скандинавский стиль наружной отделки предполагает использование обычной обрезной доски, которую набивают вертикально, в два слоя с перехлестом. Доска покрывается специальной краской, предназначенной именно для шершавой, неструганной древесины. Вертикальная ориентация отделочной доски вкупе с вентиляционным зазором обеспечивают облицовочному экрану долговечность, за счет того, что влага не застаивается в древесине, а выводится. Естественно, что доска для обшивки не должна быть сырой, максимально допустимая влажность – 18-20%.

Фасад из обрезной доски от Raklaru

Отделку дома фасадной обрезной доской Raklaru выбрал ввиду доступности, как «пробу пера» на гостевом доме.

Строю каркасный дом, но насчет фасада всегда болела голова, каким его сделать. Очень хотел планкен, но затратно, здание не основное, это гостевой, (тренировочный) дом, в бюджет такой фасад не поместился. Случайно увидел на просторах интернета шведский или скандинавский стиль: фасады из доски, вертикальной обрезной доски, покрашенные красной краской Пунамаали.

Обрешетка

По исходной технологии для обеспечения полноценного вентиляционного зазора необходима контробрешетка.

Если делать по правилам и техническим чертежам, то – так:

  • Дополнительное утепление – брус 50х50 мм;
  • Ветрозащита;
  • Доска 2,5х100 мм (вертикально) – для вертикального продувания;
  • Основа крепления фасада – доска 2,5х100 мм (горизонтально);
  • Доска фасадная.

Но так как между слоями и остается продольный вентканал, в данном случае 5×2,5 см, да и сам облицовочный экран никак не получится абсолютно герметичным, умелец посчитал возможным обойтись без контробрешетки. Получился следующий «пирог»: каркас, обрешетка под дополнительное утепление, обрешетка под ветрозащиту, ветрозащита, обрешетка под обшивку.

Читайте также:
Пропитка для бетона: характеристики составов и технология пропитывания

Как показали несколько лет эксплуатации фасада, обшивка досками – способ рабочий, имеет право на жизнь, но каждый решает для себя, отступать от технологии или следовать ей неукоснительно, скандинавы во всех инструкциях настаивают на контробрешетке.

Покраска доски

Доску умелец приобрел 25×100 мм, сорта А, сырую, перед покраской и монтажом просушивал в течении месяца, при усушке ее может повести, но не столь значительно, как совсем сырую. Да и прочная фиксация большим количеством гвоздей предотвратит серьезные перекосы.

Для отделочных работ Raklaru использовал специальную краску, Пунамаали, это не марка, а именно краска насыщенного красного цвета, предназначенная для обрезной доски.

В силу состава краска заменяет и грунтовку, и антисептические пропитки, доска просто окрашивается с трех сторон, один раз перед монтажом на фасад дома, и второй раз после – чтобы скрыть крепеж.

Наш умелец использовал для окраски кисть, при применении краскопульта повышается расход краски и снижается качество покрытия, так как этот способ в большей степени для строганой доски.

Насчет кисточек, перепробовал десяток, очень удобными оказались большие круглые кисти с коротким ворсом. И не помешает много терпения, чтобы красить обрезную доску. Так как ошибся с количеством, покрасил доски с четырех сторон, после окрашивания практически никаких дефектов древесины не остается.

Краска довольно быстро схватывается (10-15 минут на солнце), сначала немного пачкается, но после полного высыхания (два-три дня) этот эффект исчезает. В теме многие сетовали как раз на противоположное, но топикстартер около своего фасада ходит без боязни стать постоянным клиентом химчисток.

Фасад из досок: монтаж

По технологии нижняя доска прибивается к обрешетке, верхняя крепится не только к обрешетке, но и к нижней доске по всей длине на расстоянии около 30 см, в шахматном порядке. Использование оцинкованных ершенных гвоздей оправдано и с точки зрения надежности соединения – гладкие со временем могут сместиться, и с точки зрения эстетики – обычные могут со временем поржаветь и дать потеки.

Высказывалось мнение, что стоит при облицовке фасада доской предпочесть саморезы, шляпки углублять и замазывать шпатлевкой перед покраской. Однако трудоемкость подобного способа перевешивает возможные преимущества, а ершеный гвоздь держит достаточно крепко. Один из участников темы так осуществил крепеж.

Сделал два шаблона с ручкой – шириной 75 мм (сверху и снизу), зазор – на любителя, на нахлест оставлять лучше не менее 20 мм. По лазерному уровню каждую верхнюю доску вымерял. Гвозди, к примеру, сначала 65×2,5 мм бил через 30 см в шахматном порядке заподлицо. Потом взял в аренду нейлер и добивал уже им, получилось быстрее.

Чтобы геометрия деревянных фасадов подобного и других типов претерпевала минимальные изменения, и презентабельный внешний вид сохранялся как можно дольше, участники портала рекомендуют соблюдать несколько правил.

  • Монтировать сухую доску, а не прямо из-под пилорамы;
  • Ставить планки выгнутыми венцами к обрешетке, они и дальше будут выгибаться в сторону стены, а крепеж предотвратит сильное коробление;
  • Обработку грунтовкой доски делать со всех сторон (при использовании не Пунамаали), чтобы влагонасыщение и дальнейшее испарение протекало равномерно;
  • Не стараться чрезмерно сэкономить краску, придерживаться расхода, рекомендованного производителем.

И самое главное – не ждать от деревянного фасада идеального состояния на ближайшие двадцать лет, естественно, что спустя определенное время придется обновлять покрытие. Но это свойство древесины, а не недостаток того или иного способа облицовки.

Наши умельцы предложили несколько схем обрамления оконных и дверных проемов.

И реальный пример.

Единственное уточнение – зазор между обшивкой и отливом стоит сделать несколько больше, 0,5-1 см, чтобы исключить подсос влаги.

Читайте также:
Искусственный мрамор своими руками: подробное описание технологии

Raklaru обрамил все откосы деревом и покрасил в контрастный белый и обналичку, и угловые планки, и лобовую доску, и подшивы свесов, предварительно оббитые доской, оставшейся от фасада.

Фасад из обрезной доски от Blin135642

Blin135642 присматривался к скандинавскому стилю облицовки в теме Raklaru, после чего воплотил его на стенах своего каркасного дома.

Обшили каркас бруском 50×50 мм, под дополнительное утепление, утеплили каменной ватой, обтянули мембраной. Обили вертикальной доской, сначала «защельник» 50х25, поверх – доска 150х50 мм. Под пиломатериалом естественный продух на высоту стены.

Но, в отличие от идейного вдохновителя, умелец сэкономил не только на доске, но и на краске, сварив ее самостоятельно по рецепту, приведенному в одной из профильных тем на форуме. Все по оригинальной рецептуре, но вместо сурика (оксид железа) – испанский краситель. Получилось очень бюджетно.

По цене краска выходит около четырех тысяч рублей за двести литров. Пока сварил одно 10-ти литровое ведро на пробу – цвет отличный, краска не пачкается. Дощечки окрашивал с двух сторон.

Рецепт «Шведской краски»
  • Ржаная мука – 580-60 г;
  • Поваренная соль – 250-260 г;
  • Олифа – 240-250 г;
  • Железный купорос – 250-260 г;
  • Железный сурик – 250-260 г;
  • Вода – 4,5 литра.
Технология приготовления
  • Замешать муку с тремя литрами воды, поставить на медленный огонь, помешивая довести до состояния клейстера, главное, чтобы не образовались комки;
  • Как только образуется однородный клейстер, добавить соль и купорос, продолжать кипятить, помешивая, пока полностью растворятся кристаллы веществ;
  • Ввести сурик и вымешать массу до полной однородности;
  • Влить олифу, вымешать, ввести оставшуюся воду, не снимая с огня, вымешать.

Краска при декорировании досок используется теплой, так как по мере остывания начинает густеть, что затрудняет нанесение, а дополнительное разбавление теплой водой снижает прочность покрытия. Примерный расход самоварной краски составляет 250 г/м², ею можно окрашивать не только древесину, но и штукатурку, в этом случае используется валик.

Только если полностью сошлифовать весь слой.

Рецепт опробован многими умельцами портала, они же выяснили опытным путем, что олифу можно заменить льняным маслом, вместо сурика подходит любой железоокисный пигмент для бетона, а купорос проще всего купить в магазинах, торгующих удобрениями и гербицидами для растений. Пропорции же нужно соблюдать максимально точно, позиция «на глазок» здесь себя не оправдывает.

От рецепта не отходил – только пропорции соблюдал для десяти литров. Варили рядом с небольшим костром в течение двух часов. Да, краска быстро сохнет (минут 30-60) и после высыхания абсолютно не пачкается.

Использовать ли самоварную краску или предпочесть более дорогую, готовую, дело выбора, но именно такой тип красителей одновременно и защищает снаружи, и декорирует обрезную доску. Естественно, со временем фасад придется освежить, но такой краски, чтобы раз и на весь век, еще не изобрели, по крайней мере, для частного деревянного домостроения.

Форумчане, выбравшие такой скандинавский стиль, своими домами и под Москвой, и под Мурманском, довольны – бюджетно, практично, эстетично. Дизайн на любителя, но то, что такой фасад выигрывает перед многими другими в плане натуральности, доступности и относительной простоты исполнения – факт.

Подробности технологического процесса, тонкости и нюансы, личный опыт и просто интересное общение – в теме Raklaru, другие варианты деревянных фасадов – в соответствующем разделе форума. Для заинтересованных – тема о самодельных вареных красках. Если нет желания регулярно перекрашивать доску, но хочется именно древесную фактуру – фибрцементный сайдинг один из возможных аналогов. В видео – как раз о каркасном доме по скандинавским мотивам.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: