Піх Людмила Олексіївна
Старший викладач,
Харківський державний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка
Україна
Харків
Новікова Вікторія Євгеніївна
Старший викладач,
Харківський державний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка
Україна
Харків
Шакула Олександр Олександрович
Доцент,
кандидат сільськогосподарських наук
Харківський державний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка
Україна
Харків
Анотація: основним сучасним конструкційним матеріалом є метал. Метали вступаючи в окисно-відновну реакцію з навколишнім середовищем піддаються корозії, тому методи боротьби з корозією є досить актуальними. Метою даної роботи було створення ґрунтових покриттів, які мають оптимальний набір властивостей.
Ключові слова: корозія, ґрунтове покриття, анодне і катодне покриття, фарбування, свинцевий сурик, хроматне інгібірування.
Мета роботи - створення грунтових покриттів, які мають оптимальний набір властивостей. В результаті створено багато складів грунтівок; деякі з них виявилися досить дорогими, а деякі були розроблені до суто специфічних умов роботи.
Метали фарбуються для захисту від корозії. Найбільш важливим є перший етап обробки поверхні. Він включає не тільки знежирення поверхні, але також осушення та видалення окалини. Знежирення може проводитися органічними розчинниками (найчастіше використовуються установки для знежирення в парах), проте часто ефективніше і дешевше буває очищення лужними рідинами. Багато що залежить від природи первинних жирових і інших забруднень поверхні. Розчини, які використовуються для знежирення металів, зазвичай мають лужний характер зі значеннями рН від 8 до 11,5. Вони складаються на основі їдкого натру, лужних силікатів, фосфатів, солей вищих жирних кислот і ін. [1]
Широко використовуються також сучасні синтетичні миючі речовини, які мають дуже гарні емульгуючі властивості.
На практиці застосовуються численні види процесів травлення: анодне і катодне травлення, очищення ультрозвуком, обробка у розплавлених солях і багато різних механічних способів очищення. Завжди бажано вибрати найбільш дешевий, швидкий і ефективний спосіб, але для цього потрібен досить великий досвід.
Не завжди проста осушка металевої поверхні під фарбування достатня, особливо конструкцій на відкритому повітрі в умовах вологої атмосфери. Велику важливість має також видалення окалини, яке може представляти певні труднощі. Для цього найчастіше застосовують піскоструйну обробку струменем інгібірованой води високого тиску, а також очищення полум'ям. При очищенні останнім способом окалина після знежирення швидко нагрівається з таким розрахунком, щоб вона в результаті сильного розширення при нагріванні відшарувалася від холодного металу. Потім без зволікання наносимо захисне покриття. Часто використовується також вивітрювання, при якому фарбована конструкція витримується до шести місяців на відкритому повітрі. Прокатна окалина піддається змінам розмірів і відшаровується. При цьому значно полегшується подальше її механічне видалення. Велике значення надається повному видаленню окалини.
Це найбільш важлива операція при фарбуванні, оскільки гарна підготовка поверхні в поєднанні з поганим фарбуванням краще поганої підготовки при гарному фарбуванні.
Очищена поверхня може фарбуватися; фарбування проводиться в кілька етапів. Спочатку проводиться захисна рідинна обробка, найчастіше в фосфатній ванні. Це запобігає іржавінню поверхні і повинно проводитися негайно після видалення окалини. Потім проводиться грунтування і, нарешті, фарбування. Це - загальна послідовність. На практиці кожен етап може складатися з декількох операцій або, навпаки, два етапи можуть бути сумісні.
Тому що фарби не забезпечують повного захисту і можуть утворювати в результаті розкладання агресивні речовини, крім них наносяться ще і грунтові покриття. Вони забезпечують хорошу поверхню для подальшого нанесення шарів фарби. Матеріал грунту вибирається в залежності від металу, який захищається і середовища, в якому йому належить працювати.
Найбільш широко вживається в якості грунту свинцевий сурік. Він складається з Pb3O4 з невеликими добавками глету PbO, з якого сурік отримується прожарюванням. Сурік має характерний червоно-помаранчевий колір, який легко помітити на конструкціях які потрібно фарбувати. Хоча сурик широко і постійно вживається вже 2000 років, його захисна здатність ще повністю не пояснена. Безсумнівно, що сурик утворює нерозчинні металеві мила (іони металу в поєднанні з молекулами органічних кислот) з продуктами розкладання лляної олії і тому гальмує їх агресивну дію. Сурик діє також в якості інгібітора, в поєднанні з радикалами кислот, так як встановлено, що розбавлені розчини свинцевих солей цих кислот гальмують корозію низьковуглецевих сталей [2]. Тому присутність в плівці кисню спільно зі свинцевими милами інгібує вплив на корозію металу. Окисел є слаболужним, і тому під час відсутності кислот розкладання стимулює утворення захисної плівки. Сурик агресивний по відношенню до багатьох кольорових металів, а тому його застосування головним чином обмежено чорними металами.
У грунти вводяться також і інші сполуки свинцю. Свинцеві білила, що складаються з основного карбонату свинцю, а також металевий свинець дають лужну реакцію і надають захисну дію з тієї ж причини, що і сурик. Плюмбат кальцію не тільки хороший грунт, а й запобігає здуттю покриттів. Основний хромат свинцю поєднує захисні властивості свинцю у фарбах з додатковими інгібіруючими можливостями хроматного іона. Цинкохроматні фарби забезпечують захисну дію цинку в поєднанні зі слабкою лужністю і хроматним інгібіруванням.
Вони використовуються при захисті легких металів, для яких сурик непридатний. У кислих середовищах він може посилювати корозію.
Пігменти-наповнювачі також можуть надавати захисну дію. Окис заліза сам по собі не має інгібіторних властивостей, але в поєднанні з хроматами, суриком тощо сприяє створенню міцних суцільних плівок. Пігменти на основі окису заліза, непрозорі для ультрафіолетових променів, широко застосовуються в якості наповнювачів при нанесенні покривних шарів забарвлення, зокрема разом зі слюдою, в поєднанні з якою виходить добрий шар, що криє.
Сажа в фарбах вживається в якості наповнювача при декоративній обробці конструкцій, що експлуатуються на відкритому повітрі. Якщо її застосовувати в ґрунтових покриттях, то безпосередній контакт з вуглецем може стимулювати корозію металу, який знаходиться нижче.
Нові методи обробки поверхні поєднують початкові підготовчі операції з нанесенням грунтовки. Таке поєднання називається травлячою ґрунтовкою. Безпосередньо перед вживанням хромат цинку в полівинілбутиралі змішується з кислотою. Суміш може наноситися пензлем або набризкуванням, після чого наноситься грунтовка або обробне покриття. Травлячі грунтовки застосовуються при покриттях сталі, цинку, олова, магнію, алюмінію та інших металів. Вони широко розповсюджені.
Обробне покриття має меншу товщину, ніж отримане двома окремими операціями, і в деяких випадках виявляється менш досконалим. Однак у багатьох випадках цілком достатньо нанесення травлячої грунтовки. Механізм захисту крім інгібіторної дії хромів, мабуть, пов'язаний з відкритою будовою решітки тетрахромата цинку, яка здатна утримувати молекули окису цинку. Потім на металеву поверхню осідає фосфат цинку, який пригнічує корозію на активних ділянках. Хоча травляча грунтовка використовується також при фарбуванні алюмінію, магнію і їх сплавів, проте ці метали частіше піддаються хімічній обробці з подальшою ґрунтовкою і фарбуванням [3].
На алюміній і його сплави зазвичай перед фарбуванням наноситься цинкохроматна грунтовка. Зокрема, необхідно ретельно захищати щілини і зазори, куди утруднений доступ кисню і де легко може виникнути корозія. Для захисту з'єднань іноді застосовують хроматні пасти. При захисті алюмінію і його сплавів слід уникати фарб на основі свинцю. Магній часто хроматують, наносять хроматну, потім алюмінієву грунтовки і, нарешті, обробне покриття. Сполук має бути стійкою до лугів, такі, наприклад, епоксидні смоли.
Список використаної літератури:
1. Головко Л.І. та ін. ЛФМ, 1980, №5, - 45 с.
2. Кривченко Г.Н., Ласковенко М.М., Ситник Л.Л. В кн .: Застосування лакофарбових матеріалів для захисту металів від корозії. Наукова думка // Київ, 1983, - 53 с.
3. Головко Л.І. та ін. ЛФМ, 1988, №3, - 12 с.
