Защита от коррозии стальных конструкций: зачем начинать с скрытых связей?

Занимаясь производством стальных конструкций более 20 лет, мы часто сталкиваемся с вопросом от коллег: «Мы используем лучшие антикоррозионные покрытия, но почему ржавчина начинает появляться уже через три-пять лет?» Некоторые коллеги также спрашивают нас: «Вы постоянно полируете углы и труднодоступные места, тратя силы и ресурсы. Какой в ​​этом смысл?» Теперь разберем взаимосвязь «узловой» полировки и защиты от коррозии.

Когда многие люди проверяют и принимают антикоррозионные проекты, их в первую очередь беспокоит, равномерно ли окрашены большие поверхности и сплошной ли слой краски. Если они выглядят красиво, они предполагают, что качество хорошее. Однако реальная опасность коррозии никогда не появляется сначала в самых заметных местах. Они всегда прячутся в режущих кромках, отверстиях под болты, кромках сварных швов и в местах около нахлесточных соединений. Эти «узлы» могут показаться ничем не примечательными, но они являются наиболее уязвимыми звеньями всей антикоррозионной системы стальной конструкции, а стоимость ремонта на поздних стадиях также самая высокая. По-настоящему сложная часть антикоррозийной защиты стальных конструкций заключается именно в этих узлах, которые легко упустить из виду.

Почему узлы наиболее подвержены проблемам?

Благодаря нашему опыту работы в многочисленных проектах мы определили, что узлы, склонные к проблемам, обычно имеют три общие характеристики:

Во-первых, форма неправильная, что затрудняет контроль качества распыления.

При распылении на большие поверхности расстояние распыления, скорость распыления и ширину перекрытия относительно легко контролировать, что приводит к равномерной толщине слоя краски. Однако, когда дело доходит до углов, болтов, сварных швов и участков возле отверстий, сложные формы затрудняют поддержание равномерного покрытия краской: на некоторых участках может быть недостаточная толщина пленки, на некоторых могут наблюдаться скопления и провисания краски, а в некоторых местах склонны к образованию слепых зон или даже к образованию мелких отверстий.

Мы провели испытания и обнаружили, что толщина пленки краски под острыми прямыми углами часто составляет всего 30–50 % от толщины пленки на больших плоских поверхностях. После затвердевания и усадки краски по краям могут даже появиться невидимые невооруженным глазом зазоры, облегчающие проникновение агрессивных сред из этих мест.

Во-вторых, обработкой поверхности сложнее добиться полной чистоты.

Остаточные сварочные брызги, шлак и оксидная окалина неизбежны вблизи сварного шва, а в месте обрезки часто возникают заусенцы и острые кромки. Пыль, масло и даже остатки соли имеют тенденцию прилипать к области вокруг отверстий для болтов. Эти примеси могут показаться ничем не примечательными, но они могут напрямую влиять на адгезию покрытия.

Многие проекты могут не иметь никаких проблем, когда антикоррозийные мероприятия только что завершены. Однако после нескольких циклов промывки дождевой водой, попеременной разницы температур между холодом и жарой, а также ультрафиолетового излучения основные дефекты будут постепенно увеличиваться, превращаясь из точечной ржавчины в обширную коррозию.

В-третьих, узлы более склонны к накоплению агрессивных сред.

В стальных конструкциях, используемых на открытом воздухе, дождевая вода стекает по поверхности компонентов. В узлах с плохим дренажем водяной пар задерживается в несколько раз дольше, чем на больших ровных поверхностях. Если они расположены в прибрежных зонах, химических парках, мостах или промышленных предприятиях, они также будут подвержены коррозионному воздействию хлоридных солей, кислотно-щелочной атмосферы и отложениям пыли.

Наибольшую угрозу коррозии представляют «длительная сырость, длительная загрязненность и длительное пренебрежение осмотром». Если узел одновременно отвечает этим трем условиям, он, естественно, становится «проблемой» для коррозии.

Многие случаи коррозионного разрушения начинаются с «неравномерной» толщины пленки.

Большинство современных антикоррозионных схем определяют требования к общей толщине пленки, например, толщине грунтовки, промежуточного слоя и верхнего покрытия в микрометрах. Это, конечно, базовые показатели. Однако при управлении и контроле проекта мы всегда подчеркивали, что приемочный контроль на месте должен не только фокусироваться на средней толщине пленки, но также уделять пристальное внимание толщине краевой пленки и локальной толщине пленки.

Острые края являются наиболее типичными точками риска. Краске трудно сформировать достаточную толщину на острых краях, и после затвердевания она будет давать усадку. Чем острее кромка, тем больше вероятность того, что пленка покрытия станет тоньше. Поэтому опытным инженерам потребуется заранее снять фаски и полировать острые кромки компонентов и даже предварительно промазать углы, сварные швы и места болтов.

Процесс предварительного нанесения покрытия является трудоемким, и его легче всего исключить. Однако разница в качестве во многих проектах заключается именно в этом этапе: напыление больших площадей может показаться эффективным, но если заранее не обработать узлы, то какой бы толщины ни был нанесен впоследствии финишный слой, он не сможет компенсировать дефекты нижнего слоя.

Предотвращение коррозии сварных швов никогда не бывает таким простым, как «просто распылить».

Сварные соединения являются наиболее сложным типом среди всех узлов. Сам сварной шов имеет неравномерную высоту, а также рядом имеется зона термического влияния. Если обработка поверхности неадекватна, покрытие может легко образовать слабые места вблизи носка сварного шва, подрезов и точек разбрызгивания.

Некоторые сварные швы могут показаться окрашенными, но на самом деле краска не дошла до углублений. При попадании влаги коррозия постепенно распространяется вдоль сварного шва. К тому времени, когда ржавчина становится видимой на поверхности, внутренняя коррозия уже серьезна. Есть еще одна, более тонкая ситуация: вблизи сварного шва сначала появляются небольшие участки вздутий. При ремонте на месте предполагается проблема с верхним покрытием. Однако после шлифовки и перекраски проблема вскоре появляется снова. В этом случае проблема часто не в верхнем покрытии, а в сочетании недостаточной подготовки поверхности, плохой адгезии грунтовки, дефектов внешнего вида сварного шва и локальной коррозии. Простой ремонт поверхности не устраняет основную причину.

Зона болтового соединения – самое легко недооцениваемое антикоррозийное пятно.

 Область болтового соединения представляет собой еще одну важную и давнюю проблему с точки зрения предотвращения коррозии. Эта область по своей природе имеет зазоры, края и препятствия, и во время установки могут возникнуть синяки. После затяжки между прокладкой, гайкой и соединительной пластиной появляются многочисленные крошечные зазоры, что затрудняет высыхание после проникновения воды в эти зазоры.

Если последовательность соединений и окна подкраски не будут должным образом спланированы до начала строительства и будут решены только после установки всей конструкции, многие места станет трудно шлифовать и распылять, что в конечном итоге станет «тупиком» с точки зрения предотвращения коррозии.

Это также то, на что мы всегда обращаем внимание наших клиентов: когда речь идет о предотвращении коррозии стальных конструкций, речь идет не только о качестве самого покрытия. Каждый аспект, включая проектирование, обработку, установку, обработку поверхности и последовательность нанесения покрытия, может повлиять на окончательный срок службы коррозионной стойкости. Нанесение покрытия является лишь последним этапом формирования и защиты пленки. Если предыдущие шаги не будут выполнены должным образом, даже самое лучшее покрытие будет нести вину за предыдущие процессы.

Стоимость переделки узла в несколько раз превышает стоимость крупносерийного производства.

Когда узел сталкивается с проблемой, стоимость ремонта зачастую намного выше, чем стоимость ремонта большой плоской поверхности. По крайней мере, на больших плоских поверхностях место ремонта хорошо видно, легко доступно и удобно для шлифовки. Однако узлы часто располагаются на возвышенностях, под углами, на задней стороне оборудования, внизу опор или в местах с плотным расположением трубопроводов. При ремонте необходимо возводить строительные леса, согласовывать работы на время простоя, проводить локальное удаление ржавчины, учитывать совместимость нового и старого покрытия. Наконец, необходимо повторно проверить и принять толщину и внешний вид пленки.

Во многих случаях самой дорогой частью ремонта является не покраска, а затраты на простой, затраты на рабочую силу, сборы за подъем, инвестиции в меры безопасности и даже компенсацию за задержку проекта. Поэтому, когда мы делаем антикоррозийные проекты, мы никогда не просто рассчитываем «сколько стоит бочка с краской», а сначала спрашиваем о ключевых вопросах.

Как эта антикоррозионная система реализована в местах расположения узлов? Существуют ли требования к предварительному покрытию сварных швов и острых кромок? Как повторно наносится покрытие после установки на область болта? Как проверяется локальная толщина пленки на месте? Какие места требуют специального осмотра при последующем обслуживании? Заблаговременное уточнение этих вопросов позволяет снизить антикоррозионный риск проекта как минимум на 70%.

Хороший антикоррозионный план должен включать «требования к узлам».

Надежный план защиты от коррозии стальных конструкций должен не только определять соответствие грунтовки, промежуточного покрытия и отделочного покрытия, но и четко устанавливать требования к обработке узлов: например, острые кромки должны быть скошены, заусенцы должны быть отполированы, сварочные брызги и шлак должны быть очищены, а предварительное покрытие должно быть нанесено вокруг кромок, углов, сварных швов и отверстий под болты. После распыления следует проверить локальную толщину пленки, а не просто смотреть на среднее значение. Должны быть четкие методы ремонта повреждений покрытия, вызванных транспортировкой и установкой. Также следует регистрировать влажность, точку росы, содержание солей на поверхности и шероховатость во время строительства на площадке.

Эти требования могут показаться тривиальными, но от них напрямую зависит, сможет ли покрытие достичь проектного срока службы. Антикоррозия на самом деле не такая уж и загадочная вещь. Многие сбои происходят не из-за самого материала, а, скорее, из-за лазеек в обработке узлов, строительном контроле и стандартах приемки, которые постепенно усиливают риски.

В настоящее время в промышленности существует множество высокоэффективных антикоррозионных материалов, таких как полисилоксановое верхнее покрытие, грунтовка с высоким содержанием цинка и эпоксидное промежуточное покрытие, которые превосходны по устойчивости к атмосферным воздействиям, сохранению глянца, сохранению цвета, водостойкости и адгезии. Однако мы всегда считаем, что независимо от того, насколько хорош материал, он должен сочетаться с надлежащей обработкой поверхности и стандартизированными процедурами строительства. Если толщина покрытия в месте узла недостаточна, подложка тщательно не очищена, а кромки и углы не обработаны предварительно, даже если финишное покрытие дорогое, компенсировать дефекты подстилающего слоя сложно.

Как компания с более чем двадцатилетним опытом работы в секторе стальных конструкций, мы всегда считали, что принципы проектирования стальных конструкций и предотвращения коррозии переплетены: стабильность зависит от узлов, а качество зависит от деталей. Только сначала обеспечив безопасность наиболее уязвимых узлов, а затем обсудив обновления системы и оптимизацию материалов, мы сможем по-настоящему нести ответственность за проект и наших клиентов.