Вторник, 23.01.2018, 01:27
Вы вошли как Гость | Группа "Гости" | RSS
Главная  |  Мой профиль |  Выход  Пользовательское соглашение | Правило публикации материалов  | 
Железо

 

Меню сайта

Реклама

Навигация
Технология металлов
и других конструкционных материалов
Черный хлеб металлургии
Защита нефтяных резервуаров от коррозии
Конструкция железнодорожного пути
и его содержание
Путь в космос
Метеоритные кратеры на Земле
В мире застывших звуков
Рентгенотехника
Наука и техника
Термодинамика
Ручная ковка
Юмор

Реклама

Форма входа

Статистика сайта
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Сегодня были:



Главная » Статьи » Защита нефтяных резервуаров от коррозии

Основы защитных свойств лакокрасочных и полимерных покрытий
 Защитное действие лакокрасочных и полимерных покрытий, нанесенных на металл, формально может быть объяснено экранирующим (барьерным) эффектом, в результате которого корродирующая поверхность металла механически изолируется от контакта с агрессивной средой. Однако, противокоррозионное действие покрытия не исчерпывается лишь его изоляционными свойствами, поскольку любое отвержденное покрытие в той или иной степени проницаемо для водных электролитов, паров воды, атмосферного кислорода, сероводорода, двуокиси углерода, а также для других органических жидких сред. Проникновение к поверхности металла указанных коррозионных сред и содержащихся в них агрессивных компонентов вполне достаточно для протекания коррозионного процесса металла под покрытием. Однако, как показывает практика, большинство покрытий этому процессу успешно противостоит, что и определяет защитные свойства рекомендованного для данных условий покрытия. Каков же механизм торможения коррозии под защитным покрытием?

 Согласно имеющимся представлениям существенное торможение коррозионного процесса металла под защитным покрытием обусловливается двумя взаимозависимыми комплексами факторов: способностью покрытия резко замедлять диффузию и перенос коррозионноактивных сред и компонентов к металлической поверхности, а также, что наиболее важно, взаимодействовать физико-химически с металлом таким образом, что поверхность металла существенно изменяет свои первоначальные физические и даже механические свойства. Благодаря этому проникшая к поверхности металла агрессивная среда не в состоянии (при некоторых условиях) реализовать свои коррозионно-агрессивные свойства. В результате коррозионный процесс на границе раздела фаз металл-покрытие заметно тормозятся, защитное покрытие длительно сохраняет свои первоначальные свойства на границе раздела фаз металл-покрытие заметно тормозится, защитное покрытием не выходит из минимально допустимых значений.

 Способность покрытий задерживать проникновение к поверхности металла агрессивных электролитов, паров воды и газов, органических углеводородных сред, иными словами - способность их ослаблять контакт агрессивной среды с металлом и тем самым влиять на кинетику коррозионного процесса, является необходимым, но все же недостаточным условием торможения коррозионного разрушения металла. Достаточным является адгезионное взаимодействие активных групп покрытия с активными центрами на поверхности металла, т.е. перевод металла в так называемое квазипассивное состояние, что не позволяет даже проникшей к металлу агрессивной среде активно с ним взаимодействовать.

 Как известно, барьерные свойства защитных покрытий во многом определяются диффузионными характеристиками полимерного слоя. А они во многом зависят от сплошности покрытия, т. е. от отсутствия или наличия в нем пор и дефектов, характера структуры защитного слоя и т.д. Полимерный слой, как правило, является монолитным: он состоит из участков различной плотности и толщины, пронизан многочисленными порами, капиллярными каналами и зазорами, образующимися в результате теплового движения частей макромолекул пленкообразователя как в период высыхания, так и затем в отвержденном состоянии.

 Проникновение жидкой и газообразной среды через полимерный слой покрытия осуществляется несколькими механизмами. Один из них капиллярное проникновение среды к металлу через поры и несплошности покрытия. Другой реализуется через осмотический процесс перемещения электролита с разной концентрацией через полунепроницаемую мембрану - покрытие, отделяющее металл от агрессивной среды. Под воздействием осмотического давления происходит проникновение молекул электролита с меньшей концентрацией ионов солей к поверхности металла, где может искусственно возникнуть значительная концентрация солей в электролите, например, в результате недостаточной очистки металлической поверхности от растворимых в воде компонентов. Молекулы воды, растворяя имеющиеся на металле соли, создают под покрытием микрорастворы с большой концентрацией ионов, куда и направляются через полунепроницаемый полимерный слой ионы агрессивной среды. В результате под покрытием накапливается некоторый объем электролита, в котором возникает повышенное давление. Вследствие этого покрытие частично отрывается от металлической поверхности, и в данном месте покрытия образуется пузырь,наполненный электролитом, который впоследствии лопается. При этом создаются условия для локальной коррозии металла, а затем, по мере роста числа пузырей, происходит полное разрушение защитного слоя и под ним начинается сплошная коррозия металла. Это обычное состояние металла под некачественно нанесенным покрытием.

 Существенное влияние на процесс коррозии металла под покрытием оказывает скорость проникновения ионов электролита через пленку полимера, а также то, какие из коррозионных агентов (более или менее агрессивные) достигают металлической поверхности. Большую роль играет скорость отвода продуктов коррозии через эту пленку в обратном диффузии и осмосу направлении и другие более или менее важные факторы. Однако основное противокоррозионное действие полимерного покрытия на металл в значительной степени определяется их взаимодействием на границе раздела фаз,которое характеризуется таким суммарным понятием как адгезия покрытия с металлом.

 В основе адгезии лежит сложный процесс взаимодействия активных функциональных групп пленкообразователя с активными центрами на поверхности металла. В результате между покрытием и металлом образуются прочные и устойчивые во времени физические и химические связи. Вместе с тем происходит изменение энергетического состояния поверхности металла под покрытием, обусловленное адсорбционными и хемосорбционными процессами. Благодаря этому сдвигается в положительную сторону станционарный потенциал металла, затрудняется течение анодной реакции ионизации металла, снижается плотность тока анодной поляризации. В итоге металл переходит в состояние, близкое к пассивности, и становится практически нечувствительным к агрессивным электролитам. Если даже кое-где поверхность металла активируется, то образующиеся продукты коррозии заполняют поровые каналы и тормозят дальнейшее развитие коррозионного процесса.

 Таким образом, силы адгезии покрытия с металлом эффективно препятствуют протеканию коррозионного процесса под покрытием до тех пор, пока они сохраняются на большей части защищаемой поверхности. Из этого ясно, какое решающее значение в обеспечении высокой адгезионной связи между покрытием и металлом имеет тщательная очистка (подготовка) металлической поверхности перед нанесением покрытия. При недостаточно тщательной очистке поверхности или недоучете влажности воздуха совершенные коррозионно-стойкие защитные покрытия в данной агрессивной среде, хотя и остаются неразрушенными и сохраняют все свои первоначальные свойства, все же не могут реализовать своих гарантированных противокоррозионных свойств.

 Защитная способность покрытия, при наличии высокой степени адгезии, определяется, в первую очередь, толщиной, сплошностью, а также равномерностью толщины полимерного слоя. Поэтому для каждой конкретной системы покрытия существует суммарная критическая толщина (определенное число слоев), при которой сопротивление в порах покрытия становится близким сопротивлению всего покрытия в целом.

 Адгезионная прочность покрытия в значительной мере определяется химической природой и физико-химическими свойствами лакокрасочного или полимерного материала, условиями формирования пленки, ее структурой, фазовым состоянием и физико-механическими свойствами. Адгезия возрастает с увеличением числа полярных функциональных групп в пленкообразователе (например, в лакокрасочных материалах на основе эпоксидных смол). Мономеры и олигомеры, входящие в состав пленкообразователей, способные своими полярными группами хемосорбироваться на металлической поверхности и образовывать при последующей полимеризации (отверждении) прочные связи с металлом, дают наиболее эффективные и долговечные на металле защитные покрытия.

 В свою очередь, на способность пленки покрытия тормозить процесс проникновения электролитов агрессивной среды к металлу большое влияние оказывает структура полимерной пленки (одномерная, трехмерная), ее химсостав, полярность, фазовое и физическое состояние отвержденной пленки. Так, наиболее низкой проницаемостью и высокой долговечностью характеризуются полимеры с трехмерной сетчатой структурой.

 Исходя из особенностей взаимодействия полимерных пленок с металлической поверхностью и учитывая, что оптимально металл под пленкой должен находиться в неактивном (квазипассивном) состоянии, очень большой эффект на защитные свойства покрытий оказывают вводимые в пленкообразователь ингибиторы коррозии. Но их введение в полимерный материал и защитное действие в твердой пленке должно быть согласовано, в первую очередь, с адгезионными свойствами покрытий, так как в противном случае эффект ингибирования может оказаться незначительным. В настоящее время в нашей стране и за рубежом проводятся большие исследования по подбору для лакокрасочных материалов ингибиторов коррозии, методам их ввода в лакокрасочные и полимерные композиции, повышению защитных свойств уже известных систем.



Статьи по теме:
Категория: Защита нефтяных резервуаров от коррозии | Добавил: Talabas07 (23.12.2013)
Просмотров: 3272 | Теги: покрытие | Рейтинг: 0.0/0


Ags-metalgroup © 2018