| Главная » Статьи » ТЕОРИЯ |
3.2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
| 4. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 4.1. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗАЩИТЫ КОНСТРУКЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ЛКМ Основным средством противокоррозионной защиты являются лакокрасочные покрытия, поэтому вопросы выбора и квалифицированного применения лакокрасочных материалов и качественного их нанесения важны и актуальны. Экономический анализ тех или иных вариантов систем защитных покрытий (см. ниже) строится на основе сопоставления затрат и конечной эффективности полученного покрытия, т.е. оценки комплекса функциональных свойств и долговечности. Наиболее показательно сопоставлять затраты по стоимости окрашивания 1 м2 защищаемой поверхности с прогнозируемой долговечностью. Следует иметь в виду, что окончательная стоимость покрытия — это сумма прямых, косвенных и непредвиденных расходов. Прямые затраты включают: - стоимость лакокрасочных материалов, растворителей, расходных материалов; - стоимость использованного оборудования и технологической оснастки; - амортизационные отчисления на восстановление оборудования и основных производственных фондов; - полные затраты на выполнение подготовительных, очистных и окрасочных работ; - полные затраты на выполнение мероприятий по технике безопасности и охране окружающей среды; - затраты на осуществление контроля всех операций технологического процесса. Косвенные затраты включают: - затраты на обеспечение условий для проведения очистных и окрасочных работ (вентиляция, сушка, отопление, освещение и т.п.); - затраты на возведение лесов, подмостей, транспортные расходы и т.п. Непредвиденные расходы возникают в результате: - прерывания работ по подготовке поверхности и окрасочных работ из-за погодных условий; - вынужденных простоев по различным обстоятельствам: ремонт оборудования, необходимость проведения других неотложных работ в непосредственной близости от места окраски и т.п.; - необходимости повторного выполнения подготовки поверхности и окрасочных работ вследствие низкого качества их первичного выполнения. Как сказано выше, эффективность покрытия оценивается как комплекс функциональных свойств (защитных, противообрастающих, износостойких, декоративных и пр.), не меняющихся на протяжении заданного срока службы покрытия. Таким образом, решающим фактором выбора системы покрытий должна быть ее долговечность. При этом надо учитывать, что затраты на восстановление покрытий часто превышают затраты на их первичное нанесение, а качество восстановленных покрытий, как правило, ниже первоначальных. Из этого следует, что экономически целесообразно наносить долговечные покрытия на основе высококачественных лакокрасочных материалов, используя современные методы подготовки поверхности и нанесения материалов. Естественно, что первоначальные затраты при этом могут увеличиться. Эксплуатационные расходы будут уменьшаться за счет длительности срока службы защитного покрытия. Гарантией высокого качества покрытий является и квалифицированный пооперационный контроль при нанесении покрытий: от контроля поступающих на предприятие материалов, приемки очищенной поверхности, контроля во время нанесения покрытия до приемки готового покрытия. 4.2. КРИТЕРИИ ВЫБОРА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ (ЛКМ) Основными критериями выбора ЛКМ для защиты МО и СК от коррозии являются следующие: - соответствие материала конкретным эксплуатационным условиям (ГОСТ 9.104-79 и ГОСТ 9.401-91); - прогнозируемый срок службы до первого ремонта; - простота нанесения (минимальное число слоев); - требования к подготовке поверхности под окраску; - число компонентов для смешивания; - допустимый уровень влажности, температуры воздуха и поверхности при нанесении; - адгезионные свойства (ГОСТ 15140-78); - достаточная эластичность покрытия при тепловом расширении металла; - стойкость к воздействию речной и морской воды; - стойкость к УФ-облучению; - стойкость к воздействию химических веществ; - сопротивление истиранию и удару; - токсичность краски, растворителей и отвердителей; - время твердения или полного высыхания при производстве работ; - стойкость к воздействию бактерий (биокоррозии); - простота текущих ремонтов покрытия; - требования к цвету и внешнему виду покрытия; - срок годности при хранении; - стоимость системы защиты в целом с учетом затрат на подготовку поверхности. 4.3. КОМПОНЕНТЫ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Лакокрасочные материалы представляют собой многокомпонентные композиции, содержащие пленкообразующие пигменты, наполнители, пластификаторы, отвердители, растворители, разбавители, сиккативы, влаговытесняющие добавки и др. Иногда рецептура лакокрасочного материала включает в себя до 20 и более компонентов. Пленкообразующие Основным компонентом любой лакокрасочной композиции является пленкообразующее, которое при нанесении на твердую поверхность образует пленку (покрытие) и в значительной мере определяет ее основные свойства: адгезию, механическую прочность, стойкость к химическим и физическим воздействиям внешней среды, таким, как перепады температур, пресная и морская вода, растворители, химические реагенты и др. Пленкообразующие бывают на основе природных растительных масел (олифы) и на основе синтетических смол. В результате пленкообразования на поверхности металла происходит переход материала из жидкого или вязкотекучего состояния в твердое. Это происходит за счет физического испарения растворителей (хлоркаучукуковые, виниловые, сополимерно-винилхлоридные материалы), химической реакции отверждения с использованием сшивающих низкомолекулярных агентов (эпоксидные, полиуретановые) или химической реакции окисления кислородом воздуха (алкидные, масляные материалы). Химические реакции обычно протекают одновременно с физическим процессом испарения растворителей. Внешним проявлением пленкообразования служит постепенное или скачкообразное увеличение вязкости нанесенного лакокрасочного материала. Пигменты Сухие красящие вещества минерального происхождения. Пигменты вводят в состав грунтовок, шпатлевок, красок, эмалей, чтобы придать им нужный цвет. Вместе с тем пигменты влияют и на защитные свойства покрытий. Они повышают твердость и прочность пленки, уменьшает ее водо-, кислородо- и солепроницаемость, оказывают влияние на высыхание пленкообразующей основы. Некоторые пигменты придают покрытию дополнительные противокоррозионные свойства. Наполнители Инертные вещества, вводимые в лакокрасочный материал для снижения расхода пигментов, а также для улучшения механических и защитных свойств. Ингибиторы Органические или неорганические вещества, введение которых в небольших количествах в лакокрасочный материал позволяет улучшить его защитные свойства. Пластификаторы Вещества, которые повышают эластичность пленки покрытия. В качестве пластификаторов применяют растительные масла невысыхающего типа и различные смолообразные вещества. Пластификаторы должны хорошо совмещаться с пленкообразующей основой и не изменять цвет покрытия под влиянием солнечных лучей. Отвердители Вещества, используемые для отверждения термореактивных лакокрасочных материалов (эпоксидных, полиэфирных, полиуретановых и др.). В результате взаимодействия реакционноспособных групп пленкообразующей основы и отвердителя образуется твердая нерастворимая пленка с трехмерной молекулярной структурой. Растворители Органические летучие жидкости, способные растворить пленкообразующую основу. Вводят в состав лакокрасочных материалов для придания им такой консистенции, при которой их можно наносить на окрашиваемую поверхность тонким равномерным слоем. После нанесения покрытия растворитель улетучивается из пленки. Разбавители Органические, летучие жидкости, не растворяющие пленкообразующую основу, но способные разводить лакокрасочный материал до рабочей вязкости. Одно и то же вещество, например, ацетон или скипидар, может быть растворителем для одних пленкообразовате-лей и разбавителем для других. Сиккативы Вещества, ускоряющие высыхание растительных масел и лакокрасочных материалов, содержащих эти масла. Сиккатив поглощает кислород воздуха и быстро передает его маслу, благодаря чему сокращается время, необходимое для образования твердой пленки покрытия. Сиккативы представляют собой соли различных металлов: кобальта, марганца, кальция, свинца и др. В некоторых случаях сами пигменты являются ускорителями высыхания красок (например, свинцовый сурик, свинцовые белила и др.). 4.4. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Лакокрасочные материалы классифицируют по следующим признакам: - назначению; - областям применения (см. п. 4.5); - типу пленкообразующего вещества (см. п. 4.6); - консистенции. По назначению лакокрасочные материалы разделяются на грунтовки, шпатлевки, эмали, краски и лаки. Грунтовки Чтобы обеспечить эффективную защиту металлических изделий от коррозии и увеличить срок службы покрытия, необходимо учитывать не только природу защищаемой поверхности и способ ее подготовки под окраску, но также и вид лакокрасочных материалов, которые будут наноситься на подготовленную поверхность. Первый слой лакокрасочной системы называется грунтовочным, а применяемый для этой цели материал — грунтовкой. Грунтовка — это суспензия пигментов или их смесей с наполнителями в связующем, образующая после отверждения твердую однородную пленку. Основное назначение грунтовки — обеспечение высокой адгезии покрытий к защищаемой поверхности и связь с верхним слоем. На металлических поверхностях грунтовка выполняет также защитные функции, оказывая существенное влияние на электрохимические и диффузионные процессы, протекающие на границе металл-покрытия. Свойства грунтовки определяются ее химическим составом: природой пленкообразующего, видом пигментов и наполнителей, характером применяемых специальных добавок. С другой стороны, свойства грунтовок во многом зависят от природы поверхностей, подлежащих окраске, и качества подготовки этих поверхностей перед нанесением покрытий. Для придания грунтовкам коррозионной стойкости в них вводят специальные добавки, ингибиторы, поверхностно-активные вещества и др. Существуют пять типов грунтовок: изолирующие, пассивирующие, протекторные, фосфатирующие и грунтовки — преобразователи ржавчины. Изолирующие грунтовки содержат пленкообразователи, обеспечивающие низкую проницаемость пленки, препятствующую проникновению влаги и других агрессивных сред к поверхности металла. Обычно в такие грунтовки добавляют желтый сурик, мумию, оксид цинка и др. Пассивирующие грунтовки содержат в своем составе пигменты, способные пассивировать металл. К таким пигментам относятся в первую очередь хроматы и фосфаты, при введении которых в грунтовку даже в небольших количествах на поверхности металла образуется защитная оксидная пленка. Протекторные грунтовки содержат в своем составе до 90% (по массе) металлических пигментов (порошок цинка, алюминия и сплавов цинка с магнием). Их защитные свойства проявляются благодаря катодной поляризации покрываемого металла. Фосфатирующие грунтовки применяются для фосфатирования поверхности изделий из черных и цветных металлов. Обычно такие грунтовки состоят из двух компонентов: основы и кислотного разбавителя. Основа представляет собой суспензию пероксохроматов цинка в спиртовом растворе поливинилбутираля. Кислотный разбавитель представляет собой спиртовой раствор ортофосфорной кислоты с добавкой воды. Фосфатирующие грунтовки облегчают пассивацию металла, фосфатируют его и значительно повышают адгезию пленки как к черным, так и к цветным металлам. Применение фосфатирующих грунтовок может исключить трудоемкую операцию фосфатирования изделий, что особенно важно для крупногабаритных изделий. Грунтовки-преобразователи (модификаторы) ржавчины одновременно с преобразованием ржавчины создают на поверхности металла полимерную пленку, придающую коррозионную стойкость всему покрытию. Грунтовки-преобразователи могут наноситься на ржавую поверхность металла при толщине продуктов коррозии, плотно сцепленных с поверхностью, не более 100 мкм. Однако срок службы лакокрасочных покрытий на основе грунтовок-преобразователей равен примерно 60% от срока службы того же покрытия, нанесенного по опескоструенной поверхности. Из наиболее известных грунтовок-преобразователей можно отметить ГРЕМИРУСТ, ЭП-0199, КОРНИКА и т.д. (см. таблицы 5.1-5.3). На заводах грунтовка наносится тонкой пленкой (до 20-30 мкм) на подготовленную абразивным способом сталь, что обеспечивает временную защиту от коррозии на время механической обработки, транспортировки, монтажа и хранения стальных конструкций. На заводскую грунтовку затем наносится окончательная система покрытий, которая, как правило, включает еще один дополнительный грунтовочный слой. Таблица 4.1 Совместимость заводской грунтовки с системами лакокрасочных покрытийЗаводская грунтовка Совместимость заводской грунтовки различных химических классов с грунтовкой системы ЛКМ Тип пленкообра-зующего Противокор-розийный пигмент Алкид-ные Хлор-каучу-ковая Винило-вые/ПВХ Акри-ловые Эпоксид-ные Полиуре-тановые Цинксили-катные Битум-ные 1. Алкидное Смешанные + * * * - - - + 2. Поливинилбутиральное Смешанные + + + + * * - + 3. Эпоксидное Смешанные * + + + + + - + 4. Эпоксидное Порошок цинка - + + + + + - + 5. Силикатное Порошок цинка - + + + + + + + Примечания:«+» - совместима; «-» — несовместима; «*» — надо проверять Материалы для заводской грунтовки должны обладать следующими свойствами: - быстротой высыхания; - высокими механическими свойствами, позволяющими осуществление обычных погрузочно-разгрузочных работ; - обеспечивать защиту в течение регламентированного промежутка времени (до нанесения финишного покрытия); - обеспечивать высокую адгезию с финишными покрывными слоями; - не влиять на качество сварочных работ. Шпатлевки Шпатлевки — это густая, вязкая масса, состоящая из смеси пигментов с наполнителями, диспергированных в пленкообразующем веществе; предназначена для заполнения неровностей и сглаживания поверхности. Шпатлевку, как правило, наносят на предварительно загрунтованную поверхность (реже — на очищенный металл) для устранения неровностей и исправления таких дефектов, как вмятины, раковины или царапины. Лаки Лаки представляют собой раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде, образующий после отверждения твердую прозрачную однородную пленку. Лаки имеют различные функциональные свойства: химстойкие, для защиты консервной тары, термостойкие, электроизоляционные, декоративные и т.д. Эмали Эмаль — суспензия пигментов или их смесей с наполнителями в растворе синтетического пленкообразующего, формирующая после высыхания твердую непрозрачную однородную пленку с различными блеском и фактурой поверхности. Эмали предназначены для нанесения последних (верхних) слоев системы покрытия. Эмали придают покрытию необходимый цвет, обеспечивают декоративные и защитные свойства. Краски Краски представляют собой суспензию пигментов в натуральных пленкообразующих типа масел, олиф и дисперсий. Масляные краски — в качестве пленкообразующего используются масла или олифы. Если в качестве растворителя или разбавителя используется вода, то получаются соответственно водорастворимые и водно-дисперсионные (водоэмульсионные) краски. Существуют также порошковые краски — сухие мелкодисперсные композиции, состоящие из смеси твердых пленкообразователей, пигментов, наполнителей и т.д. В отличие от обычных красок они не содержат растворителей. | |
| Просмотров: 1109 | Рейтинг: 0.0/0 |
| Всего комментариев: 0 | |
