1. ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ С ПОЗИЦИИ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ

Инспектор защитных конструкции на отвечает за правильность проектирования и выбор материалов для металлоконструкции, но он может и должен понимать методы рационального проектирования и вовремя подсказать заказчику или проектанту правильное решение.

Целью проектирования конструкции является обеспечение соответствия конструкции ее функциям, ее устойчивости, прочности и долговечности. Конструкция в целом должна быть спланирована так, чтобы она была доступна для подготовки поверхности, окраски, осмотра и технического обслуживания. Форма конструкции может влиять на ее подверженность коррозии, поэтому конструкции должны быть спроектированы таким образом, чтобы не возникали очаги коррозии. Конструкционные элементы и методы их соединения, должны быть такими, чтобы изготовление, соединение и любая последующая обработка не провоцировали коррозию. Если стальные компоненты встроены или заключены в другие строительные материалы, например, в кирпич- ную кладку, то они становятся недоступны, поэтому меры защиты от коррозии должны быть эффективными на протяжении всего срока службы конструкции. Наряду с правильным выбором материала и технологии его обработки и исключением недопустимых контактов большое влияние на коррозионную стойкость и надежность конструкции оказывают конструктивные решения. Ниже приводятся некоторые общие правила конструирования металлических конструкций, сооружений, изделий с точки зрения их коррозионной защищенности.

Общие правила устранения контактной коррозии:

  • если нельзя отказаться от применения разнородных металлов, следует, по возможности, выбрать металлы, которые образуют совместимые сочетания;
  • сопрягаемые поверхности разнородных металлов должны быть разъединены электрически с помощью изоляционных прокладок, шайб, втулок;
  • место контакта разнородных металлов следует, по возможности, удалять от коррозионной среды;
  • детали, имеющие в сопряжении большую поверхность, следует изготавливать из анодного материала;
  • при использовании плакированных металлов следует надежно изолировать их торцы от коррозионной среды;
  • при конструировании следует всегда стараться отвести влагу от контактных пар;
  • для изготовления электроизолирующих прокладок не следует применять пористые материалы.
Электрическое разъединение конструкций из разнородных материалов: 1, 4 – разъединяемые конструкции; 2 – изолирующие шайбы и втулки; 3 – изолирующие и уплотняющие прокрладки
Таблица: Допустимые и недопустимые контакты между металлами в морской атмосфере
Металлы Углеродистые стали Углеродистые стали с
лакокрасочными покрытиями		 Хромистые и хромоникелиевые
нержавеющие стали		 Цинковые покрытия на стали Кадмиевые покрытия на стали Аллюминий и его сплавы Аллюминий и его сплавы
с лакокрасочными покрытиями		 Медь и медные сплавы Свинцово-оловянный припой
Углеродистые стали + + 0 0 0 – – + 0
Углеродистые стали с лако-
красочными покрытиями		 + + + + + + + + +
Хромистые и хромоникелевые
нержавеющие стали		 0 + + 0 0 – – 0 +
Цинковые покрытия на стали 0 + 0 + + + + - 0
Кадмиевые покрытия на стали 0 + 0 + + + + - 0
Алюминий и его сплавы - + - + + + + - -
Алюминий и его сплавы с лако-
красочными покрытиями		 - + - + + + + - -
Медь и медные сплавы + + 0 - - – – + +
Свинцово-оловянный припой 0 + + 0 0 – – + +

Обозначения: «+» – допустимый контакт; «–» – недопустимый контакт; «0» – допустимый контакт при наличии изоляции или смазки.

Установка прокладки. а – неправильно; b – правильно

При нанесении на разнородные металлы защитных металлических покрытий металл покрытия должен быть анодным по отношению к обоим контактирующим металлам или, по крайней мере, по отношению к катодному металлу пары.

Сварочные электроды по химическому составу и электродному потенциалу должны быть совместимы с основным металлом. Электроизоляция сопряженных деталей может усложнять конструкцию или ослаблять ее, в этом случае можно использовать более доступные методы защиты: лакокрасочные или металлические покрытия, электрохимическую защиту и др.

Общие правила устранения щелевой коррозии

  1. По возможности следует избегать образования в конструкциях узких зазоров и щелей;при наличии таковых их герметизировать. Герметизирующий материал должен быть совместим с противокоррозионным покрытием.
  2. Соединение конструкций внахлест следует располагать таким образом, чтобы агрессивная среда действовала снизу.
  3. Прокладки между деталями не должны выступать за пределы соединяемых поверхностей.
  4. Сварку встык следует предпочитать сварке внахлест.
  5. По возможности необходимо избегать применения прерывистых сварных швов.
  6. Сварные соединения более предпочтительны, чем клепаные.
  7. Если существует опасность щелевой коррозии, не следует применять в конструкциях металлы, склонные к щелевой коррозии (коррозионно-стойкие стали, алюминиевые сплавы).
  8. При уплотнении зазоров не допускается применение пористых и гигроскопических прокладочных материалов и герметиков.
  9. Резьбовые соединения перед сборкой рекомендуется покрывать консистентной смазкой, лучше с противокоррозионными добавками.
Сварная конструкция
Обработка узких зазоров

Примечание: Маловероятно, что плохой и наилучший варианты будут применены, но рисунки даны для иллюстрации принципа.

Общие правила устранения застойных зон

  1. На поверхностях конструкций не должна собираться и удерживаться коррозионная среда.
  2. Следует избегать не имеющих стока углублений, в которых собираются жидкости и твердые отходы. Углубления, шпигаты и сточные отверстия должны располагать на возможно более низком уровне, чтобы обеспечить полный сток.
Конструкция из стали и бетона
Дефекты сварной поверхности
Устранение застойных зон. a – неправильно; b – правильно

При проектировании трубопроводов следует по возможности предусматривать наклон труб по направлению к выходным отверстиям и установку сливных пробок в тех местах, где может скапливаться жидкость.

Необходимо, по возможности, предусматривать вентиляцию помещений, цистерн, отсеков, в которых может скапливаться влага.

Общие правила устранения коррозионно – механических разрушений

  1. Механические нагрузки, действующие на конструкции в агрессивной коррозионной среде, должны вызывать только упругие деформации; напряжения не должны быть более 50% от предела текучести материала.
  2. Для нагруженных конструкций не следует использовать материалы, склонные к коррозионному растрескиванию и коррозионной усталости; если это неизбежно, то следует применять необходимые средства противокоррозионной защиты.
  3. Следует избегать ослабления нагруженных конструкций надрезами, канавками, отверстиями и другими концентраторами напряжений.
  4. Необходимо использовать такие технологические методы обработки конструкций, которые создают минимальные остаточные растягивающие напряжения.
  5. Необходимо исключать несоосность отверстий в конструкциях, соединяемых крепежными изделиями.
  6. Необходимо компенсировать тепловые расширения трубопроводов с помощью компенсаторов или гибких шлангов.

Существуют и другие требования к конструированию, обеспечивающие создание изделий, в наименьшей степени подверженных опасности развития коррозии.

К ним относятся:

  • требования к общей компоновке и расположению элементов;
  • учет возможности нанесения и возобновления различных покрытий в процессе эксплуатации и при ремонте;
  • учет особенностей эксплуатации изделий.