Антикоррозийное покрытие кабеленесущих систем
С вопросом покрытия изделий для улучшения их эксплуатационных характеристик человечество столкнулось давно. Использовали сало и кровь животных для покрытия деревянных изделий, различные смолы и масла деревьев и растений. С появлением железа увеличилась необходимость в разработке покрытий и для него. Первые стали были высокоуглеродистыми и ржавели очень слабо. Подобные образцы изделий можно встретить повсеместно по всему миру и удостовериться в этом (например, в Невьянской башне около железоделательного завода знаменитых уральских металлургов Демидовых в Невьянске, Свердловской области). Далее для удешевления и ускорения технологий производства металла понадобилось добавление различных сторонних примесей металлов и использование конвертерного метода его плавки, что и вызвало изменение коррозионных свойств металла. Конечно, в дальнейшем это потребовало создания более простого и дешевого способа его защиты которое применяют для защиты кабеленесущих систем.
Грунтование ГФ‑021
Грунтовка ГФ‑021 (ГОСТ 25129–82) – один из самых распространенных лакокрасочных материалов используемых в России, применяемых для окраски металлических, деревянных и других поверхностей. Популярность данного материала обусловлена, в первую очередь, универсальностью применения – для наружных и внутренних работ, и конечно, невысокой ценой, а так же широким выбором организаций-производителей. Данный материал можно приобрести как в промышленной таре, так и в небольших емкостях для розничной торговли.
Обеспечивая приемлемую адгезию и антикоррозионную защиту поверхности, грунт ГФ‑021 рекомендуется перекрывать совместимыми эмалями, для получения комплексного покрытия. Грунтовку наносят на поверхность методом пневматического и безвоздушного распыления, распылением в электрополе, струйным обливом, окунанием, кистью. Перед применением грунтовку разбавляют до рабочей вязкости сольвентом, ксилолом, или смесью одного из указанных растворителей с уайт-спиритом (нефрас-СЧ‑155/200) по ГОСТ 3134 в соотношении по массе 1:1. Для окраски изделий распылением в электрополе грунтовку разбавляют разбавителем РЭ‑4В ГОСТ 18187.
Грунтовку ГФ‑021, предназначенную для розничной торговли, можно разбавлять растворителями РС‑2, 649,650. Грунтовку наносят кистью или краскораспылителем. Время высыхания однослойного покрытия при 20±2 °C – 24 часа. Окрашиваемая поверхность должна быть очищена от ржавчины, окалины, загрязнения и обезжирена, должна быть сухой.
Данное покрытие в виду своей дешевизны и механической стойкости хорошо подходит во временных сооружениях (например, калийные шахты до начала их выработки, временные эстакады для строительных площадок) срок эксплуатации которых не превышает 5 лет. Изделия покрытые грунтом соответствуют климатическим исполнениям УХЛ3, У3. Используются для типов атмосферы I по ГОСТ 15150–69 (категория коррозионности С1-С2)
Порошковое покрытие кабеленесущих конструкций
Серийное производство порошковых красок в СССР (на Ярославском ЛКЗ) было начато только в 1975 г. Сейчас это одно из самых популярных защитных покрытий, т. к. используется во всех видах народного хозяйства, начиная от производства бытовой и автомобильной техники, заканчивая дверьми и кровельными материалами. Широким распространением порошковые краски (особенно термоотверждаемые на основе эпоксидных, полиэфирных смол и полиуретанов) обязаны, прежде всего тому, что они не содержат растворителей и на 100 % состоят из веществ, которые при отвержении превращаются в тонкослойное, практически непроницаемое для влаги, кислорода, кислот, солей и других химических веществ высокопрочное и твердое абразивостойкое покрытие со сроком службы, превышающим порой срок службы окрашенного изделия. Существуют различные способы получения покрытия на основе порошковой краски. Однако ниже будет рассматриваться лишь наиболее распространенный процесс с использованием на стадии нанесения на изделие электростатически заряженной порошковой краски, распыляемой специальным пневматическим распылителем (пистолетом-распылителем) и удерживаемой на поверхности заземленного окрашиваемого изделия силой электростатического притяжения. Процесс осуществляется в камерах нанесения, которые оснащены системами отсоса воздуха для предотвращения попадания порошковой краски в помещение и совмещенными с ними системами улавливания прошедшей мимо окрашиваемого изделия порошковой краски для возврата ее в процесс и утилизации или обезвреживания.
Жидкие (алкидные) покрытия
Алкидные краски для металла и древесины – это широкий ассортимент эмалей, отличающихся универсальностью применения, устойчивостью к истиранию, многообразием цветовых исполнений. В зависимости от модификации ЛКМ, покрытие может быть: глянцевым, матовым, полуматовым. Эти свойства во многом объясняются составом эмали, который включает алкидный лак и ряд наполнителей и растворителей. Также в состав ЛКМ входит композиция пигментов, от которой зависит цветовое исполнение покрытия. В настоящее время производятся алкидные краски для дерева и металла со специальными свойствами. Для этого, состав эмалей дополняется такими компонентами, как антисептики и антипирены. В качестве основных наполнителей может быть применен мелкомолотый песок, мраморная или гранитная пыль и аналогичные материалы, выполняющие функцию загустителей. Главным компонентом в составе этих ЛКМ является алкидный лак.
Этот компонент в свою очередь бывает двух видов: пентафталевый лак и глифталевый лак. Алкидные краски для наружных работ по большему счету производятся на основе пентафталевого лака. По сути, лак – это смолы, растворенные и тщательно перемешанные с растительными маслами, канифолью и глицерином. В то же время, именно составы, произведённые на основе глифталевого лака, практически не имеют пресловутого химического запаха, так как не содержат ароматических углеводородов. Поэтому, такие эмали рекомендованы для внутренней отделки помещений.
Горячее, конвейерное оцинкование по методу «Сендзимира»
Среди известных способов горячего цинкования листов и полос, различающихся главным образом методами подготовки стали к цинкованию, основными являются «Сендзимир» или «Армко Сендзимир», «Юнайтед стейтс стил», «Кук-Нортман» и «Селас». Для производства кабеленесущих систем самым популярным является металл оцинкованные по методу «Армко-Сендзимир».
В качестве исходного материала для цинкования применяется холоднокатаная не отожженная стальная полоса. На ее поверхности имеются остатки прокатной смазки, а также естественная оксидная пленка. Для подготовки поверхности полосы к цинкованию ее подвергают нагреву в печи с окислительной атмосферой до 350–500 °C. При этом загрязнения органического происхождения сгорают, а на поверхности стали образуется слой оксида железа толщиной до 3 мкм. Для активации поверхности стали полосу нагревают в печи с восстановительной азотно-водородной атмосферой при высоком содержании сухого водорода (75 %).
Обычно термическую обработку полосы проводят при 750–950 °C с охлаждением до 450 °C перед погружением в ванну с расплавом цинка. Специальные газовые ножи сдувают излишки цинковой массы с листа при выходе листа из ванны. Это позволяет обеспечить равномерность слоя образовавшегося покрытия. Толщина слоя оцинкования полосы зависит от скорости ее движения через ванну с цинком и может быть от 5 до 30 мкм. Для большинства иностранных производителей кабеленесущих систем принят стандарт использования полосы глубиной цинкового слоя 17–19 мкм. Это обусловлено тем, что при штрипсовании (автоматической резкой оцинкованной полосы нестандартной ширины) происходит «наплавление» мест среза в соотношении 1:4 к толщине цинкового слоя, т. е. слой на месте среза будет в 4 раза меньше слоя самой полосы. Если заметите, на большинстве оцинкованных изделий из полосы появление ржавчины начинается именно на местах среза.
Данный способ защиты востребован в кабеленесущих системах, т. к. позволяет ускорить процесс производства (исключить этапы очистки и флюсования на собственном производстве) и добиться равномерности покрытия при сохранении механической прочности, тем самым снизить стоимость изделия. Ограничением в применении является малая глубина слоя цинка, уменьшением на 30 % нагрузочных характеристик в сравнении с изделиями оцинкованными методом погружения.
Изделия из оцинкованной стали соответствуют климатическим исполнениям У2, ХЛ2, УХЛ2, УТ2,5. Используются в для типов атмосферы I по ГОСТ 15150–69 (категория коррозионности С1-С2)
Горячее оцинкование методом погружения
В 1742 году, именно тогда французский химик и физик Поль Малуэн описал в докладе для французской Королевской академии метод оцинкования железа погружением в емкость с расплавленным цинком. За прошедшие столетия этот метод почти не изменился, и в его основе лежит все тот же процесс и те же химические реакции. Защита металла от коррозии достигается покрытием изделия из железа или стали слоем расплавленного цинка. Для этого изделие погружают в ванну с расплавом, температура которого примерно 460 °C. Под действием атмосферного давления происходит реакция чистого цинка и кислорода (Zn + O2) – в результате чего образуется оксид цинка (ZnO), который вступает в реакцию с двуокисью углерода (ZnO + CO2). В результате, формируется карбонат цинка (ZnCO3). Это достаточно твёрдое соединение, которое обычно имеет серый матовый цвет. Именно оно останавливает дальнейшую коррозию металла. В 1836 году технология горячего оцинкования была усовершенствована французским химиком С. Сорелем, предложившим предварительно очищать металл 9 %-ным раствором серной кислоты (H2SO4) и хлоридом аммония (флюсом).
Технология горячего оцинкования базируется на принципе диффузии. Атомы цинка проникают во внешний слой стали во время погружения в цинковый расплав, и на поверхности образуется железо-цинковый сплав.
