Технологии защитных покрытий: разновидности

Технологии защитных покрытий: разновидности

В повседневной жизни нас окружают тысячи изделий из металла, начиная от кастрюли или дверного замка, до гигантских металлоконструкций (мостов или телевышек). На большинство из них нанесены разнообразнейшие защитные покрытия не только для защиты от ржавления и продления общего срока службы, но и с декоративными целями.

Наиболее древние технологии защитных покрытий – это лужение и оцинковка, т.е. нанесения слоя защитного металла (олова или цинка) горячим методом. С 15 века и до нашего времени просуществовала технология нанесения слоя расплавленного олова для защиты бытовых металлических предметов – лужение. А уже с в 17 века начали оцинковывать листы железа. Цинкование в наше время является более распространенным, поскольку олово значительно дороже цинка.

Сегодня почти половина промышленно выпускаемого цинка используется для защиты металлов от коррозии, более 30% олова, добываемого в мире, пускают на производство тары для консервирования пищевых продуктов (консервы, пиво), это так называемая белая жесть. В последнее время увеличилась доля никеля (до 12% производства), который активно применяется как защитно-декоративное покрытие.

Виды и методы нанесения защитных покрытий.

Классифицируют защитные покрытия по группам: на неорганической основе и на органической. К первой относятся металлы (цинк, кадмий, алюминий, никель, медь, хром, серебро и др.) и их сплавы (например, бронза или латунь), неорганические оксидные и солевые пленки. Во вторую входят покрытия на основе лаков, красок, эмалей, полимеров, пластмасс, резины.

Различаются методы антикоррозионной технологии защитных покрытий.

1. Горячий способ. Процесс представляет собой окунание изделия в емкость с жидким металлом, имеющим температуру плавления ниже, чем у покрываемого металла (оцинковка, лужение, алитирование, свинцевание).
2. Гальванизация (электролитический метод). Защитный металл или сплав осаждается на обрабатываемую поверхность при пропускании тока через электролит в виде водных растворов их солей (оцинковка, кадмирование, никелирование, хромирование).
3. Плакирование (термомеханический метод). При этом способе на поверхность защищаемого металла наносят пластины защитного материала, а затем подвергают горячей прокатке, получая прочное соединение из нескольких слоев.
4. Метод диффузионной обработки (алитирование, хромирование, силицирование).
5. Металлизация. На основной металл при помощи воздушной струи распыляют расплавленное защитное покрытие. Защита металла от коррозии методами металлизации является одним из наиболее надежных способов предотвращения коррозии стали. Защитные свойства цинка, алюминия или их сплавов гарантируют антикоррозионную защиту не менее 20 лет. Проводить электродуговую металлизацию можно как в условиях стационарного производства (в цеху), так и после монтажа или во время ремонта металлоконструкций.

В мировой практике сегодня преобладают в основном более технологичные процессы напыления защитного слоя металлов, например, высокоскоростное, плазменное (с использованием аргона, азота, гелия), детонационное и газопламенное напыление, а также электродуговая металлизация и наплавка.

Существует немало других способов обработки изделий, после чего они становятся более устойчивы к коррозии и приобретают привлекательный вид. К таким методам можно отнести оксидирование, анодирование, воронение.

Для многих изделий важным является привлекательный внешний вид, который можно получить путем нанесения декоративно-защитных покрытий – никелирования, хромирования, серебрения, золочения. Например, на латунном изделии можно путем пассивирования получить защитную пленку, имитирующую позолоту.

Придание эстетичного вида и эффективную защиту от негативного воздействия влаги придают металлам и неметаллические защитные покрытия. Самым простым и доступным методом борьбы с коррозией является покрытие металлоконструкций ЛКМ, причем многие из них можно наносить прямо «на ржавчину» без предварительной зачистки поверхности.

Не так давно появилась на российском рынке технология керамического покрытия с использованием гибридных эпоксидных эфиров и микро частиц цинка с добавлением микросферической керамики.

Применение порошковых полимеров.

Одной из современных технологий обработки металлов является нанесение полимерных порошковых покрытий без органических растворителей, что позволяет не только защитить металл от коррозии, но и улучшить его теплоизоляционные, диэлектрические, шумопоглощающие и эстетические качества. При этом технология порошковой полимеризации обеспечивает качественную защиту даже очень тонких изделий и менее затратна по сравнению с окрашиванием (примерно втрое), или гальванизацией (почти в десять раз).

Виды защитных покрытий металла

КОРРОЗИЯ И ВИДЫ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Коррозией называется процесс разрушения металлов при их химическом, электрохимическом или биохимическом взаимодействии с окружающей средой.

Процесс коррозии сопровождается окислением металла и превращением его в различные химические соединения (окислы, гидроокиси, карбонаты и т. п.).

Черные металлы — углеродистая сталь, чугуны — наиболее интенсивно подвергаются коррозии, тогда как многие цветные металлы и легированные стали весьма устойчивы в атмосферных условиях и агрессивных средах.

Характеристика групп условий эксплуатации изделий представлена в табл. 9.

Количественно скорость коррозии можно выразить массовым показателем К, который определяет количество растворившегося металла с единицы поверхности за установленный период времени, например 0,4 г/(м2*ч).

ГОСТ 13819-68 предусматривается оценка скорости коррозии глубинным показателем коррозии П, выражающим глубину коррозионного поражения в единицу времени.

Таблица 9. Группы условий хранения и эксплуатации изделий

Зависимость между величинами П и К определяется формулой

где К — массовый показатель, г/(м^2*ч); γ — плотность металла, г/см3.

ГОСТ 13819-68 рекомендована 10-балльная шкала коррозионной стойкости металлов, приведенная в табл. 10.

Относительная оценка коррозионной устойчивости некоторых металлов в различных средах дана в табл. 11.

Коррозия, как правило, протекает неравномерно и часто носит местный (точечный) или межкристаллитный характер. Коррозионное разрушение происходит обычно на участках поверхности, имеющих неоднородную структуру или характеризующихся наличием разнородных частиц, например частиц феррита и цементита в углеродистых сталях.

Таблица 10. Десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов

Таблица 11. Оценка коррозионной устойчивости металлов в различных средах (растворах)

На скорость коррозии оказывают большое влияние состав среды, ее электропроводность, а также электродные потенциалы металлов или каких-либо частиц, находящихся в контакте с металлами. Электродный потенциал возникает на металле каждый раз, как только металл попадает в жидкую электропроводную среду, т. е. в воду, в которой растворены какие-либо вещества (соли, кислоты, щелочи).

В результате перехода металла в раствор в виде ионов или же адсорбции металлом ионов из раствора металл приобретает электрический заряд, обусловливающий возникновение на нем электрического потенциала.

Для оценки свойств металла, определяющих его поведение в процессах коррозии, можно пользоваться значением стандартного электродного потенциала, т. е. потенциала, который возникает при погружении металла в раствор его соли, содержащей один грамм-ион данного металла в литре раствора.

Значения стандартных электродных потенциалов приведены в табл. 12

При контакте двух различных металлов в жидкой электропроводной среде за счет возникающей разности электродных потенциалов создается гальванический элемент (гальванопара), схематически представленный на рис. 1.

Если оба металла соединить проводником, по которому электроны перемещаются от более отрицательного электрода к менее отрицательному (от Ме1 к Ме2), как показано на рис. 1 стрелкой, то первый металл начнет растворяться вследствие непрерывного перехода его в раствор в виде ионов.

Растворимый электрод называют анодом, роль которого в гальваническом элементе выполняет отрицательно заряженный электрод, в отличие от электролизной ячейки, где под действием электрического тока от внешнего источника растворимым электродом (анодом) является положительно заряженный электрод.

Анодное растворение металла в результате действия гальванопары является одним из главных факторов, ускоряющих процесс коррозии, поэтому в конструкциях приборов, машин и различных сооружениях недопустимо сопряжение металлов, обладающих значительной разностью потенциалов.

В табл. 13 приведены данные о допустимых и недопустимых парах сопрягаемых металлов в конструкциях, рассчитанных на эксплуатацию в жестких условиях. Знаком «+» отмечены допустимые пары, а знаком «-» — недопустимые.

При нанесении металлических покрытий на деталях приборов и машин создаются сопряжения разнородных металлов, и для обеспечения надежной защиты от коррозии деталей используют такое покрытие, которое в паре с металлом детали будет служить анодом (анодное покрытие). Так, для стальных деталей анодными покрытиями являются цинк, кадмий, алюминий, и в том случае, если в поры покрытия или в места его повреждения проникнет влага и начнется коррозионный процесс, растворению будет подвергаться не металл детали, а покрытие.

Таблица 13. Допустимые и недопустимые контакты между металлами

Существуют различные способы защиты изделий от коррозии; к наиболее распространенным относятся защитные покрытия: металлические, химические, лакокрасочные и эмалевые.

В зависимости от способа нанесения металлические покрытия могут быть электролитические (гальванические), горячие, диффузионные и т. п.

Гальванические покрытия получают посредством выделения металлов из растворов их солей под действием электрического тока. Покрываемые детали служат катодами, а анодом — вспомогательный электрод, подключенный к положительному полюсу источника тока.

Химические покрытия представляют собой пленки определенного химического состава, которые образуются на металле в результате воздействия на него химических реагентов. Наиболее распространены оксидные и фосфатные пленки.

Адрес: 410033, Саратов, Панфилова 1
Телефон: +7 (8452) 25-66-03,
+7 (8452) 25-66-30
Факс: +7 (8452) 48-74-80,

Тема 5 .Виды защитных покрытий

Самыми распространенными средствами предохранения сельскохозяйственной техники от коррозии являются различного рода защитные покрытия. Наряду с ними все более широко применяются и такие перспективные средства, как ингибиторы (замедлители) коррозии, модификаторы ржавчины, усовершенствованные упаковочные материалы, специальные средства защиты от биоповреждений и пр.

Защитные покрытия различают по материалу, способу получения, назначению и механизму защиты.

По материалу из защитных покрытий наиболее распространены покрытия на органической основе, а из них – лакокрасочные. Они выгодно отличаются от других видов защитных покрытий своей дешевизной, простотой нанесения и надежностью. В настоящее время более 80 % всех металлических изделий защищают от коррозии лакокрасочными покрытиями.

В последние годы распространяются покрытия на основе полимерных материалов (полиэтилена, поливинилхлорида, полиамида, нейлона, капрона и др.). Полимерные покрытия имеют ряд преимуществ перед лакокрасочными: они более долговечны, обладают механической и химической стойкостью, дают возможность обойтись без применения органических растворителей и позволяют сократить технологический цикл окрашивания заменой многослойных покрытий однослойными необходимой толщины. Но они значительно дороже последних, поэтому пока имеют ограниченное применение.

Расширяется номеклатура полимерных материалов, применяемых при консервации металлических изделий. Здесь наряду с традиционными средствами (маслами и смазками) все шире применяют различные ингибированные пленочные полимерные покрытия (снимаемые, смываемые, неснимаемые), битумные и восковые составы. Покрытия указанных типов в ряде случаев могут использоваться и в условиях эксплуатации.

Металлопокрытия отличаются своим многообразием как по виду используемого металла, так и по способам их получения. Для сельскохозяйственной техники чаще других применяют цинкование. Оно более экономично и обеспечивает надежную защиту во многих средах. Цинковые покрытия можно наносить различными методами: горячим способом, распылением и гальваническим.

По механизму защиты металлические покрытия подразделяются на анодные (имеющие в данной среде электродный потенциал более отрицательный, чем у основного металла) и катодные (имеющие в данной среде электродный потенциал более положительный, чем у основного металла).

Неметаллические неорганические покрытия – это покрытия, состоящие из неорганических соединений металлов. Примерами их являются: окисное, окисно-фосфатное, фосфатное, фторидное, окисно-фторидное и др. Как правило, защитные свойства неметаллических неорганических покрытий невысокие, поэтому как самостоятельные покрытия они могут быть использованы только для защиты металлических изделий от коррозии в легких условиях эксплуатации. Наиболее целесообразно применять неметаллические покрытия (особенно окисные и фосфатные) как основу для нанесения лакокрасочных покрытий.

Комбинированные покрытия – это системы покрывных пленок (металлических и неметаллических), включающих один и более слоев, компонентов или фаз. Существует классификация комбинированных покрытий в зависимости от количества фаз, составляющих покрытие (однофазные, двухфазные, трехфазные), количества компонентов (однокомпонентные, многокомпонентные) и т. д. Среди комбинированных покрытий большой интерес представляют так называемые многокомпонентные композиционные покрытия, совмещающие в себе свойства металлов и неметаллов. К ним относят металлические покрытия, содержащие соосажденые неметаллические частицы. Примерами композиционных покрытий могут служить: медь с графитом, никель с карбидами, хром с боридами и др. Отличительной особенностью такого рода покрытий является их повышенная по сравнению с чисто металлическими покрытиями стойкость против изнашивания, коррозии и температурных воздействий.

Комбинированные покрытия позволяют сочетать различные принципы защиты изделий. Они долговечны в обычных условиях эксплуатации, эффективны в агрессивных средах и при повышенных температурах. Технология получения комбинированных покрытий не требует коренной перестройки производства.

По способу получения из защитных покрытий наиболее применяемыми в сельскохозяйственной технике являются горячие, химические, электрохимические и металлизационные. Из всех способов получения цинковых покрытий на горячее цинкование приходится 95. 98 %. Этот способ нанесения цинка имеет то преимущество, что связь его с основным защищаемым металлом более прочная из-за диффузии наносимого металла в глубину основы, а постепенное изменение концентрации металла по глубине покрытия обусловливает лучшие условия эксплуатации деталей.

Химические покрытия – это металлические или неметаллические неорганические покрытия, получаемые в растворах без электрического тока от внешнего источника. Примерами процессов получения покрытий химическим способом являются: для металлических покрытий, полученных восстановлением, – никелирование, меднение и др.; для неметаллических неорганических покрытий, полученных окислением, – оксидирование, фосфатирование, хроматирование и др.

Электрохимические покрытия – это металлические или неметаллические неорганические покрытия, получаемые в электролитах под действием электрического тока от внешнего источника. Электрохимическое покрытие, получаемое катодным восстановлением металла, называется гальваническим, а покрытие, получаемое анодным окислением металла, – анодно-окисным. Примером гальванических покрытий могут служить катодно-осажденные хромовые, никелевые, цинковые, кадмиевые и другие металлические покрытия, а к анодно-окисным покрытиям относятся защитные пленки, полученные анодным окислением, например, алюминиевых сплавов.

Металлизационные покрытия – это металлические покрытия (цинковые, кадмиевые, алюминиевые, свинцовые, медные и др.), нанесенные на защищаемую поверхность в расплавленном состоянии струей сжатого воздуха. Обычно их наносят на крупные металлоконструкции. Для усиления коррозионной стойкости металлических и неметаллических неорганических покрытий их дополнительно обрабатывают различными способами: гидрофобизированием, наполнением в воде, наполнением в растворе бихромата калия или натрия, покрытием бесцветным лаком, оксидированием с наполнением в растворе красителя, оплавлением, пассивированием, пропиткой лаком, клеем, эмульсией, промасливанием, фосфатированием, хроматированием и т. д.

Дата добавления: 2016-10-07 ; просмотров: 6378 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Защитные покрытия металлов: как и для чего они создаются?

В противокоррозионной практике для изоляции металла от воздействия агрессивных сред используются специальные защитные покрытия. Все они подразделяются на металлические и неметаллические.

Металлические – анодные и катодные – покрытия наносятся на поверхности методами газотермического напыления, окунания, гальванизации, плакирования или диффузии.

К неметаллическим защитным покрытиям относятся лакокрасочные составы, полимерные пленки, силикатные эмали, резины, оксиды металлов, соединения фосфора, хрома и др.

Рассмотрим все виды покрытий подробнее.

Металлические защитные покрытия

В качестве анодных металлических покрытий выступают металлы, электрохимический потенциал которых меньше, чем у обрабатываемых материалов. У катодных он, наоборот, выше.

Катодные покрытия препятствуют проникновению агрессивных сред к основному металлу благодаря образованию механического барьера. Они лучше защищают поверхности от негативных воздействий, но только в случае неповрежденности.

В зависимости от способа нанесения металлические покрытия подразделяются на следующие виды.

Гальванические покрытия

Гальванизация – это электрохимический метод нанесения металлического защитного покрытия для защиты поверхностей от коррозии и окисления, улучшения их прочности и износостойкости, придания эстетичного внешнего вида.

Гальванические покрытия применяются в авиа- и машиностроении, радиотехнике, электронике, строительстве.

В зависимости от назначения конкретных деталей на них наносятся защитные, защитно-декоративные и специальные гальванические покрытия.

Защитные служат для изоляции металлических деталей от воздействия агрессивных сред и предотвращения механических повреждений. Защитно-декоративные предназначены для придания деталям эстетичного внешнего вида и их защиты от разрушительных внешних воздействий.

Специальные гальванические покрытия улучшают характеристики обрабатываемых поверхностей, повышают их прочность, износостойкость, электроизоляционные свойства и т.д.

Газотермическое напыление

Представляет собой перенос расплавленных частиц материала на обрабатываемую поверхность газового или плазменным потоком. Покрытия, образованные таким методом, отличаются термо- и износостойкостью, хорошими антикоррозионными, антифрикционными и противозадирными свойствами, электроизоляционной или электропроводной способностью. В качестве напыляемого материала выступают проволоки, шнуры, порошки из металлов, керамики и металлокерамики.

Выделяют следующие методы газотермическогого напыления:

• Газопламенное напыление: самый простой и недорогой метод, применяемый для защиты крупных площадей поверхности от коррозии и восстановления геометрии деталей
• Высокоскоростное газопламенное напыление: используется для образования плотных металлокерамических и металлических покрытий
• Детонационное напыление: применяется для нанесения защитных покрытий, восстановления небольших поврежденных участков поверхности
• Плазменное напыление: используется для создания тугоплавких керамических покрытий
• Электродуговая металлизация: для нанесения антикоррозионных металлических покрытий на большие площади поверхности
• Напыление с оплавлением: применяется тогда, когда риск деформации деталей отсутствует или он оправдан

Погружение в расплав

При использовании этого метода обрабатываемые детали окунаются в расплавленный металл (олово, цинк, алюминий, свинец). Перед погружением поверхности обрабатываются смесью хлорида аммония (52-56 %), глицерина (5-6 %) и хлорида покрываемого металла. Это позволяет защитить расплав от окисления, а также удалить оксидные и солевые пленки.

Данный метод нельзя назвать экономичным, так как наносимый металл расходуется в больших количествах. При этом толщина покрытия неравномерна, а наносить расплав в узкие зазоры и отверстия, например, на резьбу, не представляется возможным.

Термодиффузионное покрытие

Данное покрытие, материалом для которого выступает цинк, обеспечивает высокую электрохимическую защиту стали и черных металлов. Оно обладает высокой адгезией, стойкостью к коррозии, механическим нагрузкам и деформации.

Слой термодиффузионного покрытия имеет одинаковую толщину даже на деталях сложных форм и не отслаивается в процессе эксплуатации.

Плакирование

Метод представляет собой нанесение металла термомеханическим способом: путем пластичной деформации и сильного сжатия. Чаще всего таким образом создаются защитные, контактные или декоративные покрытия на деталях из стали, алюминия, меди и их сплавов.

Плакирование осуществляется в процессе горячей прокатки, прессования, экструзии, штамповки или сваривания взрывом.

Виды и особенности неметаллических покрытий

Неметаллические покрытия подразделяются на органические и неорганические. Они создают на обрабатываемых поверхностях тонкую, инертную по отношению к агрессивным веществам пленку, которая предохраняет детали от негативных воздействий окружающей среды.

Лакокрасочные защитные покрытия

В состав таких покрытий входят пленкообразующие вещества, наполнители, пигменты, пластификаторы, растворители и катализаторы. Варьирование состава позволяет получать материалы со специфическими свойствами (токопроводящие, декоративные, особопрочные, жаростойкие и т.п.). Они не только защищают изделия в различных условиях, но и придают им эстетичный внешний вид.

В группу лакокрасочных покрытий входят лаки, краски, грунтовки, олифы, шпаклевки.

Силикатные эмали

Применяются для изделий, работающих при высоких температурах в химически агрессивных средах.

Эмалевое защитное покрытие формируется с помощью порошка или пасты. Процесс проходит в несколько этапов. Сначала на изделие наносится грунтовая эмаль – она улучшает адгезию, уменьшает термические и механические напряжения.

Затем, после спекания первого слоя при температуре +880… + 920 °С, накладывается покровная эмаль, после чего изделие снова подвергается нагреванию до +840… +860 °С.

Если требуется нанести несколько слоев силикатной эмали, вышеописанные операции проводят поочередно несколько раз. Изделия из чугуна, к примеру, обрабатывают в 2-3 подхода.

Застывшая эмаль представляет собой тонкое, похожее на стекло, покрытие. Его основным недостатком является сравнительно низкая прочность – под воздействием ударных нагрузок эмаль может растрескиваться или скалываться.

Полимерные защитные покрытия

В число наиболее распространенных полимеров, применяющихся для защиты металлов от коррозии, входят полистирол, полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, фторопласты, эпоксидные смолы и др.

Полимерное покрытие осуществляется методами окунания, газотермического или вихревого напыления, обычной кистью. Остывая, оно образует на поверхности сплошную защитную пленку толщиной несколько миллиметров.

Разновидностью полимерных являются антифрикционные твердосмазочные покрытия. Внешне эти материалы похожи на краски, однако вместо пигментов они содержат высокодисперсные частицы твердых смазочных веществ, которые равномерно распределены в смеси связующих компонентов и растворителей.

Основу покрытий могут составлять дисульфид молибдена, графит, политетрафторэтилен (ПТФЭ) и прочие твердые смазки. В качестве связующих применяются акриловые, фенольные, полиамид-имидные, эпоксидные смолы, титанат, полиуретан и некоторые другие специальные компоненты.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия, а также специальные растворители и очистители для предварительной подготовки поверхностей разрабатывает российская компания «Моденжи».

Материалы MODENGY применяются в средне- и тяжелонагруженных узлах трения скольжения (направляющих, зубчатых передачах, подшипниках и т.д.), на деталях двигателей внутреннего сгорания (юбках поршней, вкладышах валов, дроссельной заслонке), в резьбовом крепеже, трубопроводной арматуре, пластиковых и металлических элементах автомобилей (замках, петлях, пружинах, скобах, механизмах регулировки и т.д.), а также в других парах трения металл-металл, металл-резина, полимер-полимер, металл-полимер.

Антифрикционные покрытия MODENGY отличаются:

• Высокой несущей способностью
• Работоспособностью в запыленной среде
• Низким коэффициентом трения
• Широким диапазоном рабочих температур
• Высокой износостойкостью
• Противозадирными и антикоррозионными свойствами
• Стойкостью к воздействию кислот, щелочей, растворителей и других химикатов
• Работоспособность в условиях радиации и вакуума

Покрытия ложатся тонким слоем, поэтому практически не меняют исходные размеры деталей, зато обеспечивают им необходимый комплекс триботехнических и защитных свойств.

Применение материалов MODENGY позволяет эффективно управлять трением, повышать ресурс и энергоэффективность оборудования.

Оксидные защитные пленки

Оксидирование – это окислительно-восстановительная реакция металлов, которая возникает благодаря их взаимодействию с кислородом, электролитом или специальными кислотно-щелочными составами. В результате этого процесса на металлических поверхностях образуется защитная пленка, которая увеличивает их твердость, снижает риск образования задиров, улучшает приработку деталей и повышает срок их службы.

Оксидирование используется для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования диэлектрических слоев. Различают химические, анодные (электрохимические), термические, плазменные и лазерные методы этой обработки.

Резиновые защитные покрытия

Гуммирование, или создание защитных покрытий из резины или эбонита, помогает защитить трубопроводы, химические аппараты, резервуары для перевозки и хранения химических веществ от воздействия агрессивных сред.

Защитное покрытие может быть сформировано из мягкой или твердой резины. Консистенция контролируется добавками серы: мягкая содержит от 2 до 4 % этого вещества, твердая – от 30 до 50 %.

Покрытие наносится на предварительно очищенные и обезжиренные поверхности. Скопившийся после обработки воздух выдавливается валиком. В качестве заключительного этапа гуммирования проводится вулканизация изделий.

Резиновые покрытия являются хорошими диэлектриками, обладают стойкостью ко многим кислотам и щелочам (но не к сильным окислителям). Из существенных недостатков резиновых покрытий можно выделить их старение со временем.

Смазки и пасты

При длительном хранении и перевозке металлоизделий в качестве защитных покрытий могут использоваться специальные смазки и пасты – они препятствуют попаданию на поверхности влаги, пыли и различных газообразных веществ, наносятся кистью или методом распыления.

Консервационные материалы изготавливаются на основе минеральных масел (вазелинового, машинного) и воскообразных веществ (воска, парафина, мыла). Очень популярны смазки, в состав которых входит 5 % парафина и 95 % петролатума (смеси парафинов, масел и минеральных восков – церезинов).

Присоединяйтесь

© 2004 – 2021 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.

Испытания защитных покрытий

Защитные покрытия используют для предотвращения появления дефектов тех или иных поверхностей. В зависимости от материала покрытия, способы предохранения также отличаются между собой. Виды защиты, отличия и сходства, «плюсы» и «минусы», а также методы улучшения их качества рассмотрим в данной статье.

Цель испытания защитных покрытий

Защитные покрытия применяют, чтобы не допустить появления коррозии, и сохранить привлекательный вид металлических поверхностей. Контакт с атмосферой, дождем или промышленными кислотами приводит к формированию коричневого порошка, более известного в народе как ржавчина. Портиться со временем могут не только металлические изделия. Так, к примеру, бетонные конструкции также подвергаются разрушениям.

Для обеспечения качественной защиты, покрытие должно обладать такими свойствами, как высокое сцепление с основным материалом, быть сплошным, стойким к агрессивным средам, износостойким, в некоторых случаях, жаропрочным, и равномерным относительно поверхности.

Виды защитных покрытий

По химическому составу различают металлические и неметаллические защитные покрытия.

Металлические защитные покрытия

Используют для другого металла, стекла, керамики, пластмассы и др., чтобы усовершенствовать их электропроводные свойства, придать прочности, долговечности, в эстетических целях, и, конечно, для общей защиты.

Существуют такие способы:

• Напыление металла: воздушной струей наносится расплавленный металл, используя распылитель;
• Высокотемпературный способ: изделие погружают в емкость с расплавленным металлом;
• Гальванический: необходимое изделие погружают в раствор воды и солей металлов, которые в последствии должны стать покрытием. Через жидкость, которая представляет собой электролит, пропускается ток, и выпадает осадок;
• Термомеханический: наносят покрытие при помощи литья, прокатки, прессования или ковки;
• Диффузионный: воздействуя высокими температурами, устойчивый металл покрывает основу.

Способов защиты с точки зрения электротехники классифицируют на:

• анодный,
• катодный.

Электрохимическая защита достигается только анодным покрытием. Распространенный пример – цинковое покрытие железа. Немаловажный «плюс» такого покрытия то, что на качество не влияют ни трещины, ни царапины.

Катодное покрытие используют реже, в связи с односторонним способом его защиты – чисто механическим. Такое покрытие обязательно должно быть равномерное, достаточно толстое, сплошное и не иметь трещин. Яркий пример – оловянное или медное напыление на железе.

Неметаллические защитные покрытия

Применяют в целях предотвращения повреждения металлических покрытий, защиты от намокания и придания общего красивого вида.

Разделяют на такие виды:

• Лакокрасочные: самый востребованный вид. Бывают в виде красок, лаков, эмалей, грунтовки, олифы и шпаклевки. Хорошо защищает от влияния атмосфер, к тому же, придает вид абсолютно нового изделия. Вариации покрытий могут наделять все изделие свойствами электропроводности, светящиеся, с высокой степенью прочности, стойкостью к очень высоким температурам и кислотам, необрастающие и т.д.
• Полимерные: хороший выбор, если цель – защита от внешней среды. Наносится как горячая смола методом погружения, напылением, или же просто красится кистью. Толщина покрытия после высыхания составляет около 2 мм.
• Гуммирование: это защита при помощи резин. Для этого используют резину и эбонит. Таким образом защищают емкости, аппараты и резервуары. Резина может быть, как мягкой, так и твердой. Различие в видах нагрузки: если воздействуют ударные или деформирующие нагрузки, то используют мягкую резину, если же высокие температуры, а нагрузок практически нет, то твердые. Мягкость контролируют количеством серы в резине. Чем мягче резина, тем меньше в ней серы (около 2-4%). В твердой, для сравнения, 30-50%.

Нанесение резины – ответственный шаг. Поверхность важно предварительно обезжирить и почистить, а затем нанести резиновый клей и выдавить воздух. Завершающий шаг – вулканизация.

Резина – известный диэлектрик, устойчива к кислым и щелочным средам, исключение – сильные окислители. Единственный «минус» — теряет свои свойства с течением времени.

Покрытие наносят:

• в виде порошка (сухой способ),
• в виде пасты (мокрый способ).

Таблица. Защитные составы при окрашивании, нанесении металлического покрытия, лакировании, травлении.

Методы испытания защитных покрытий

Зачем нужно испытывать покрытия? Это делается с целью обеспечения требуемого уровня защиты. Таким образом, воссоздаются предполагаемые условия, при которых качество защиты ставится под сомнение.

Способы испытания защитных покрытий осуществляют в зависимости от природы основы:

• Бетонная и каменная
• Общая оценка
• Проникновение углекислого газа и кислорода
• Проницаемость воды и пара
• Проникновение ионов хлора
• Ускорение влияния атмосферы
• Тестирование взаимодействия с химическими веществами
• Устойчивость к щелочам
• Прилипание
• Противодействие к абразивным материалам
• Твердость по Моосу
• Прочность
• Способность трещин к ремонту
• Общая оценка
• Устойчивость к солям (метод погружения)
• Стойкость к умышленному негативному влиянию
• Ускорение действия атмосферы
• Прочность к ударам и твердость по Моосу
• Устойчивость к химическим реагентам
• Катодное отслаивание
• Устойчивость к коррозии
• Прочность
• Тестирование на трещины
• Упругость
• Отсутствие газовой проницаемости
• Ускорение действия атмосферы
• Антикарбонизационные свойства
• Стальная
• Другая основа

Данные методы относятся к современным испытаниям защитных покрытий, и гарантируют качество выбранного материала.

Оборудование для тестирования защитных покрытий

Существует специальное оборудование, которое упрощает процесс испытания защитной покрытий.

Так, промышленность выпускает приборы:

• Гриндометры, для определения степени измельчения;
• Пикнометры, которые выявляют плотность материала;
• Вискозимеры, чтобы устанавливать значение вязкости;
• Аппликаторы ЛКП, которые обеспечивают высокую повторяемость и воспроизводимость;
• Регистраторы времени высыхания;
• Твердометры и оборудование для нанесения царапин;
• Приборы, для оценки стойкости покрытий к изгибу, удару, вытяжке;
• Абразиометры: демонстрируют механическую стойкость;
• Блескометры: дают оценку внешнему виду;
• Компараторы шероховатости поверхности;
• Набор Бресле: оценка загрязнения поверхности перед нанесением покрытия;

Госты методов испытаний защитных покрытий

После проведения измерений, получается какое-то значение. Но с чем его сравнивать? Существуют определенные стандарты, которых необходимо придерживаться. Их насчитывается несколько десятков. Перечислим самые важные.

ГОСТ 28574-90

Среди ГОСТов методов испытаний защитных покрытий одним из основных считается ГОСТ 28574-90. Он устанавливает правила защиты от коррозии в строительстве, а именно сохранность бетонных и железобетонных конструкций, расписывает методы проверки сцепления защитных покрытий.

ГОСТ 28574-2014

Вступил в силу в 1991 году. Его обновленной версией считается ГОСТ 28574-2014.

ГОСТ 28575-90

Немаловажный ГОСТ 28575-90. В нем речь идет о защите от коррозии в строительстве. Тестирование проникновения пара защитных покрытий. Такой стандарт справедлив по отношению к бетонным и железобетонным постройкам, детализирует методы определения проницаемости пара для покрытий из лака, мастики и клея на бетонных или железобетонных конструкциях под действием водяного пара.

ГОСТ 9.403-80

Третьим стандартом будет ГОСТ 9.403-80. Он гласит о единой системе защиты от коррозии и старения, а также о применении для этих целей лакокрасочных покрытий. Раскрываются методы проверки на стойкость к статическому воздействию жидкостей. Стандарт указывает возможности предотвращения старения поверхностей при помощи ЛКП.

материалы по теме

Спектрофотометрический метод

На способности поглощения молекулами и атомами излучения, имеющего электромагнитную природу, базируется спектрофотометрический метод.

Диссольвер

Качества пигментных лаков и красок, а также производимых из них материалов, в большей части зависит от индивидуальных параметров пигментированных составляющих и наполняющей доли. Вещества, образующую необходимую плотность плёнки, полностью зависят от качественных свойств растворителя и других ингредиентов, которые в строгом порядке вводятся в заранее высчитанную систему производства краски.

Покрытия AkzoNobel будут защищать ветроэлектростанцию

Один из самых крупных европейских проектов по получению чистой энергии решил воспользоваться новейшими разработками компании AkzoNobel. Новые покрытия этой фирмы защищают ветровую электростанцию Gode Wind, которая находится берегу Северного моря в Германии.