В электроэнергетике проблемными с точки зрения антикоррозионной защиты являются опоры линий электропередач и резервуарное оборудование систем горячего водоснабжения — баки-аккумуляторы и ёмкости запаса горячей воды ТЭЦ.
1. Защита металлоконструкций опор ВЛ. Защита от коррозии опор ВЛ в европейских странах и в СССР начиная с 60-х годов прошлого века осуществлялась частично или полностью горячей оцинковкой, специальными смазками и лакокрасочными материалами или изготавливались из трудно корродируемой стали без защиты. Развитие промышленности и растущее загрязнение атмосферы, а также существенное изменение географии прокладки линий электропередач в районы с холодным и морским климатом, более агрессивной промышленной средой вызвало интенсивную коррозию опор, и вопрос защиты ЛЭП обострился, причём уже в двух аспектах: 1.Повышение качества изготовления опор и систем антикоррозионной защиты, обеспечивающей нормальную эксплуатацию опор в течение всего срока их службы; 2.Проведение ремонтно-восстановительных работ прокорродировавших опор, в том числе и прежде оцинкованных, путём поэтапного планирования и проектирования с использованием международного опыта. В 1985 г. впервые в СССР появилась основная нормативная база по проектированию антикоррозионной защиты и производства антикоррозионных работ металлоконструкций – СниП 2.03.11.85 «Защита строительных конструкций от коррозии», который пока ещё не отменён, хотя в соответствии с Постановлением Правительства РФ начата работа по пересмотру действующей документации с целью привести нормативную базу в соответствие с международными требованиями. СНиП 2.03.11.85 существенно расширил круг материалов и методов защиты металлоконструкций от коррозии, в том числе с использованием различных методов цинкования (горячее, электрохимическое, диффузионное, электротермическое), алюминирования и лакокрасочных материалов четырёх групп качества, применяемых в соответствии с определённой степенью агрессивности атмосферы. Толщина горячеоцинкованного покрытия определяется по ГОСТ 9.307-89 и ИСО 1461- 99. Срок эксплуатации при толщине 60-120 мкм определён 30-50 лет. За последние 10 лет в РФ создано несколько линий и заводов экологически чистой технологии горячего цинкования с использование оборудования голландских и немецких фирм. Горячеоцинкованное покрытие общепризнанно и является эталоном долговременной защиты стальных металлоконструкций. Это покрытие в принципе может применяться для любой степени агрессивности атмосферы, варьируя лишь толщиной покрытия. Практически же это не рационально, так как для защиты в промышленной атмосфере, как показала практика, достаточно толщины 60-80 мкм, что зафиксировано в ГОСТ на изготовление опор ВЛ, а в слабоагрессивной применение этого покрытия не экономично. Агрессивность промышленной атмосферы определяется в основном технологическими выбросами, содержащими SO2, CO2, H2S, NH3, взвеси солей и т.д. Из них главным стимулятором коррозии является SO2, который в присутствии влаги и кислорода воздуха превращается в серную кислоту на поверхности металла. В такой атмосфере осуществить долговременную защиту металла обычными ЛКМ не представляется возможным. Международный опыт свидетельствует о том, что в промышленной атмосфере, и тем более в морской, альтернативой является защита металла цинкнаполненными красками (ЦНК). Этот способ получил название холодного цинкования, который во многих случаях при эквивалентном содержании металлического цинка в покрытии имеет существенные преимущества перед горячим. Долговременность защиты цинкнаполненного покрытия (ЦНП) обусловлена высоким содержанием цинка в сухом покрытии (до 96,5% масс.), высокой эластичностью, но самое главное преимущество – это особенность технологии старения ЦНП. Горячеоцинкованное покрытие всегда однослойное, коррозия идёт по всей глубине слоя до подложки. Подложка не корродирует до тех пор, пока происходит катодная поляризация. При накоплении продуктов коррозии покрытие становится хрупким, появляются трещины и сколы. Часть продуктов коррозии вымывается атмосферными осадками, в результате чего на покрытии появляются ржавые пятна, быстро распространяющиеся по всей поверхности. Покрытие холодной оцинковкой эластично и многослойно. Особенностью этого покрытия является его послойная коррозия. Сначала корродирует только верхний слой. Нижние слои длительно сохраняются и осуществляют протекторную защиту в случае частичного вымывания продуктов коррозии из верхнего слоя или появления случайных сколов. Многослойность ЦНП – большое преимущество по сравнению с однослойным покрытием такой же толщины. В СССР производство ЦНК практически отсутствовало из-за отсутствия отечественного цинкового по
рошка требуемого качества. В 90-х годах в Екатеринбурге было организовано производство такого порошка, и на его основе первые ЦНК марок ЦВЭС и ЦИНОЛ. Проведение ускоренных коррозионных испытаний и практического применения этих материалов для защиты различных металлоконструкций с положительными результатами позволило Ассоциации «Энергостройпром» РАО ЕЭС Росси в 1997 г. в г. Екатеринбурге провести совещание руководителей 14-ти подведомственных заводов металлоконструкций, являющихся основными производителями опор ВЛ в РФ, в том числе высокого и сверхвысокого напряжения, на котором принято решение «внедрить технологию холодного цинкования в качестве основной для защиты опор ВЛ для тех же условий и конструкций, что и горячее цинкование». Для практического использования ЦНК была отработана система многослойного комплексного защитного покрытия, состоящего из грунтовочного цинкового слоя и покрывного алюмосодержащего слоя. Комплексное покрытие на основе холодной оцинковки краской ЦИНОЛ с покрывным слоем АЛПОЛ аттестовано межведомственной комиссией ОАО «ФСК ЕЭС» и рекомендовано для защиты строящихся и реконструируемых ВЛ и ОРЦПС для восстановления защитных покрытий металлоконструкций на действующих объектах электрических сетей (акт приёмки ОАО «ФСК ЕЭС» от 05.03.2005). С тех пор и по настоящее время покрытие ЦИНОЛ + АЛПОЛ является фактически основной технологией защиты опор ВЛ (Приложения 1, 2). Эта система защиты запатентована, патент РФ № 2155784 с приоритетом от 12.01.1998., имя изобретателя – Юркина Л.П. с соавторами. В 2002. в ООО НПП «Уралавтохим» с учётом накопленного опыта применения холодного цинкования разработана подобная комплексная система улучшенного качества, состоящая из грунтовки ЦИНАКОЛ с покрывным слоем АЛЮМОЛ. Разработка обладает патентной чистотой и заявлена на патентование в Роспатент, Заявка № 2007126585 от 12.07.2007. Изобретатель – Юркина Л.П. с соавторами. Структура системы защиты для условий открытой атмосферы умеренного и холодного климата в условиях слабо- и среднеагрессивной среды краской ЦИНАКОЛ с покрывным слоем краской АЛЮМОЛ: 1.Грунт ЦИНАКОЛ – 2слоя, толщиной 90 – 110 мкм 2.Покрывной слой АЛЮМОЛ – 1- 2 слоя толщиной 20-40 мкм Общая толщина покрытия: для слабоагрессивной среды – 110-120 мкм; для среднеагрессивной среды – 130-140 мкм. Характеристика материалов и результаты ускоренных испытаний в Приложениях 3-5. Качество сухого покрытия холодной оцинковки характеризуется следующими данными: Грунтовка: Содержание металлического цинка, %масс--------------------- 96,0- 96,5 Плотность, г/см3 ------------------------------------------------------ 5,7 – 5,9 Масса металлического цинка в 1м2, г: — при толщине слоя грунта 80 мкм ------------------------------- 430 — при толщине 90 мкм ---------------------------------------------- 493 — при толщине 100 мкм -------------------------------------------- 547 Покрывной слой: Содержание металлического алюминия, %масс ------------- 64 – 66 Плотность ,г/см3 ---------------------------------------------------- 1,7 – 1,9 Масса металлического алюминия в 1м2,г: — при толщине слоя 20 мкм ---------------------------------------- 10 — при толщине 40 мкм ----------------------------------------------- 20 Общее содержание металлического пигмента в покрытии: — при толщине 110-120 мкм ---------------------------------------- 557 – 567 — при толщине 130-140 мкм ---------------------------------------- 567 – 587 Горячеоцинкованное покрытие: Содержание металлического цинка в 1м2,г: — при толщине покрытия 60 мкм --------------------------------- 426 — при толщине покрытия 80 мкм -------------------------------- 560 Покрывной слой в системе выполняет защитно-декоративные функции: не задерживает пыль на поверхности покрытия, отражает солнечную радиацию, создаёт барьерную защиту, не препятствуя протекторному эффекту цинкового слоя. Из приведённых выше данных следует, что минимальная толщина грунтовочного слоя составляет 80 мкм. По содержанию цинка это покрытие эквивалентно горячеоцинкованному толщиной 60 мкм и является оптимальным при защите в неагрессивной и слабо агрессивной средах. Для промышленной атмосферы толщину грунтовочного слоя следует повысить до 100 мкм. Срок службы системы ЦИНАКОЛ + АЛЮМОЛ ограничивается стойкостью покрывного слоя и составляет 15лет. Через 15 лет этот слой следует обновить, срок службы при этом удвоится и составит не менее 30 лет. В настоящее время в России, как уже упоминалось выше, пересматривается нормативная документация по проектированию антикоррозионной защиты: создаются отраслевые документы, в которых цинкнаполненные протекторные грунтовки как отечественного так и импортного производства занимают достойное место. Основным документом, регламентирующим требования при проектировании, изготовлении, приёмке, реконстру
кции и эксплуатации металлоконструкций зданий и сооружений в части их защиты от коррозии только при воздействии неагрессивных и слабоагрессивных сред от минус 50 до +500С является СТО 02494680-0042—2006 «Конструкции стальные строительные, эксплуатируемые в средах с неагрессивным и слабоагрессивным воздействием» (Приложение 6). Стандарт не распространяется на проектирование защиты от коррозии металлоконструкций, эксплуатирующихся в средне- и сильноагрессивных средах, в жидких средах и грунтах, в том числе металлоконструкций резервуаров и газоотводящих стволов дымовых труб, а также металлоконструкций в слабоагрессивных средах при специальных требованиях к долговременной защите от коррозии. В этом случае разрабатывается проект защиты от коррозии конкретно на каждый проектируемый объект. Основой для проектирования в данном случае является Международный стандарт ИСО 12944-1998 «Лаки и краски», состоящий из 8 частей, регламентирующих все тонкости и нюансы проектирования конструкций от коррозии в различных средах, в том числе и при проведении ремонтно-восстановительных работ. Рекомендации по применению красок и систем защиты от коррозии производства ООО НПП «Уралавтохим» в соответствии с требованиями ИСО 12944- 1988 представлены в сводной таблице, в которую включена система, разработанная специально для проектирования ремонтно-восстановительных работ (Приложение7). Проведённый мониторинг состояния опор ВЛ в различных регионах Росси показал, что 50% имеющегося оборудования имеет износ 60% и выше. Подобная ситуация наблюдается и в странах восточной Европы, в частности в Польше, Чехословакии, а также Германии, в которых разработаны специальные системы защиты для ремонтно-восстановительных работ. Требования для этих материалов и покрытий специфичны. Они учитывают особо сложные условия проведения работ на опорах, особенности конструкций, исключительно сложные условия подготовки поверхности, затруднённый контроль качества покрытия, лимитированное время проведения самих работ и т.д. В соответствии с этими требования и с учётом международного опыта в ООО «Уралавтохим» создана система защиты для проведения ремонтных работ с использованием грунтовки — модификатора ржавчины, хорошо совмещающейся с остатками старых покрытий, различными красками, смазками или оцинковкой –это грунт марки ЦИНАР. Система защиты для ремонта: 1.Грунт ЦИНАР-1 слой толщиной 30-40мкм +ЦинкАС-М-1 слой толщиной 30-40 мкм 2. Покрывной слой – АЛЮМАС-М – 1 слой толщиной 10-20 мкм Общая толщина трёхслойного покрытия 90 – 110 мкм обеспечивает долговременную защиту конструкций в неагрессивной и слабоагрессивной среде. Наносить покрытие при проведении ремонтных работ следует кистью из-за сложности конструкции, наличия большого количества болтовых соединений, щелей и других сложностей. В условиях промышленной атмосферы следует заменить покрывной слой Алюмас-М на эпоксиэфирную эмаль или другую аналогичного качества. Характеристика материалов в Приложениях 8 – 11. 2.Защитащита от коррозии внутренней поверхности баков питьевой и подпиточной воды. Защита резервуарного оборудования при проектировании и в процессе эксплуатации должна производиться в соответствии с требованиями «Методических указаний по оптимальной защите баков-аккумуляторов от коррозии и воды в них от аэрации» РД 153-34.1-40-504-00 (Приложение 12) Данные методические указания рассматривают способы защиты металлических баков питьевой и подпиточной воды с температурой до 950С от коррозии и воды в них от аэрации при эксплуатации в открытых и закрытых системах теплоснабжения. В соответствии с действующими правилами технической эксплуатации баки-аккумуляторы и ёмкости запаса должны заполняться только химочищенной деаэрированной водой с содержанием растворённого кислорода не более 50 мкг/дм3, в мировой практике этот уровень ограничен 10 мкг/дм3. Для защиты внутренней поверхности металлических баков-аккумуляторов от коррозии в открытых системах теплоснабжения должны применяться материалы, контактирующие с питьевой водой, включённые Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации в «Перечень материалов, реагентов и малогабаритных очистных устройств, разрешённых Госкомитетом санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации для применения в практике хозяйственно – питьевого водоснабжения» от 23.10.92г №01-19\32-11 с Дополнением №1 от 29.11.1998г № ДК-285-111, либо имеющие Сертификат соответствия (качества). Гигиенический сертификат должен отражать сведе
ния о выделении токсических веществ в горячую воду хозяйственно-питьевого водоснабжения. Эффективность и сроки службы нанесенной на поверхность баков заданной антикоррозионной защиты зависят от качества подготовки поверхности, степени соблюдения технологии производства антикоррозионных работ, а также соблюдения эксплуатационных характеристик подаваемой воды. Методические указания предусматривают несколько систем защиты с применением: герметизирующих жидкостей, металлизационного алюминиевого покрытия, катодной защиты и защиту цинкнаполненными материалами. Раздел 4 названных Методических указаний предусматривает защиту баков цинкнаполненными композициями марок ЦВЭС и Теплоколор «Пигма». ООО «Уралавтохим» производит аналог краски ЦВЭС – сертифицированный материал марки Цинккос. Копия методических указаний прилагается (Приложения 13,14). При наличии Гигиенического сертификата равноценной альтернативой этим материалам может быть цинксиликатная краска на водной основе – ЧЕРАЛ – 01.
Многие материалы, из которых изготовлены различные предметы, окружающие человека, подвержены коррозионному воздействию агрессивных сред, влажности и высокой температуры. Разрушение материалов по причине коррозии наносит обществу огромный ущерб. Поэтому поиск совершенных и эффективных методов борьбы с коррозией – одна из важнейших задач, которые приходится решать…
Многие из нас разделяют устоявшееся мнение о том, что ремонт в квартире или доме подобен стихийному бедствию. И как ни крути, этот процесс неизбежен. Другой вопрос, как лучше сделать ремонт с минимальными потерями. Для этого необходимо узнать как можно больше информации о тех или иных материалах…