Lorem ipsum
Class aptent taciti sociosqu ad litora

Асновы ахоўных уласцівасцяў лакафарбавых і палімерных пакрыццяў

Ахоўнае дзеянне лакафарбавых і палімерных пакрыццяў, нанесеных на метал, фармальна можа быць растлумачана экрануйце (бар'ерным) эфектам, у выніку якога корродирующая паверхню металу механічна ізалюецца ад кантакту з агрэсіўнай асяроддзем. Аднак, противокоррозионное дзеянне пакрыцця не вычэрпваецца толькі яго ізаляцыйнымі ўласцівасцямі, паколькі любы отвержденное пакрыццё ў той ці іншай ступені проницаемо для водных электралітаў, пароў вады, атмасфернага кіслароду, серавадароду, двухвокісу вугляроду, а таксама для іншых арганічных вадкіх асяроддзяў. Пранікненне да паверхні металу названых каразійных асяроддзяў і якія змяшчаюцца ў іх агрэсіўных кампанентаў цалкам дастаткова для праходжання каразійнага працэсу металу пад пакрыццём. Аднак, як паказвае практыка, большасць пакрыццяў гэтаму працэсу паспяхова супрацьстаіць, што і вызначае ахоўныя ўласцівасці рэкамендаванага для дадзеных умоў пакрыцця. Які ж механізм тармажэння карозіі пад ахоўным пакрыццём?

Паводле наяўных уяўленням істотнае тармажэнне каразійнага працэсу металу пад ахоўным пакрыццём абумоўліваецца двума ўзаемазалежнымі комплексамі фактараў: здольнасцю пакрыцця рэзка запавольвае дыфузію і перанос коррозионноактивных асяроддзяў і кампанентаў да металічнай паверхні, а таксама, што найбольш важна, ўзаемадзейнічаць фізіка-хімічна з металам такім чынам, што паверхня металу істотна змяняе свае першапачатковыя фізічныя і нават механічныя ўласцівасці. Дзякуючы гэтаму якая пракралася да паверхні металу агрэсіўная асяроддзе не ў стане (пры некаторых умовах) рэалізаваць свае каразійна-агрэсіўныя ўласцівасці. У выніку каразійны працэс на мяжы падзелу фаз метал-пакрыццё прыкметна тармозяцца, ахоўнае пакрыццё доўга захоўвае свае першапачатковыя ўласцівасці на мяжы падзелу фаз метал-пакрыццё прыкметна тармозіцца, ахоўнае пакрыццём не выходзіць з мінімальна дапушчальных значэнняў.

Здольнасць пакрыццяў затрымліваць пранікненне да паверхні металу агрэсіўных электралітаў, пароў вады і газаў, арганічных вуглевадародных асяроддзяў, іншымі словамі - здольнасць іх аслабляць кантакт агрэсіўнай асяроддзя з металам і тым самым уплываць на кінэтыку каразійнага працэсу, з'яўляецца неабходным, але недастатковым умовай тармажэння каразійнага разбурэння металу. Дастатковым з'яўляецца адгезионное ўзаемадзеянне актыўных груп пакрыцця з актыўнымі цэнтрамі на паверхні металу, г. зн. пераклад металу ў так званае квазипассивное стан, што не дазваляе нават пракраўся да металу агрэсіўнай асяроддзі актыўна з ім ўзаемадзейнічаць.

Як вядома, бар'ерныя ўласцівасці ахоўных пакрыццяў шмат у чым вызначаюцца диффузионными характарыстыкамі палімернага пласта. А яны шмат у чым залежаць ад сплошность пакрыцця, г. зн. ад адсутнасці або наяўнасці ў ім часу і дэфектаў, характару структуры ахоўнага пласта і г. д. Палімерны пласт, як правіла, з'яўляецца маналітным: ён складаецца з участкаў рознай шчыльнасці і таўшчыні, працяты шматлікімі порамі, капиллярными каналамі і зазорамі, якія ўтвараюцца ў выніку цеплавога руху частак макрамалекул пленкообразователя як у перыяд высыхання, так і затым у отвержденном стане.

Пранікненне вадкай і газападобнай асяроддзя праз палімерны пласт пакрыцця ажыццяўляецца некалькімі механізмамі. Адзін з іх капілярнае пранікненне асяроддзя да металу праз поры і несплошности пакрыцця. Іншы рэалізуецца праз асматычны працэс перамяшчэння электраліта з рознай канцэнтрацыяй праз полунепроницаемую мембрану - пакрыццё, якая аддзяляе метал ад агрэсіўнай асяроддзя. Пад уздзеяннем асматычнага ціску адбываецца пранікненне малекул электраліта з меншай канцэнтрацыяй іенаў соляў да паверхні металу, дзе можа штучна паўстаць значная канцэнтрацыя соляў у электраліце, напрыклад, у выніку недастатковай ачысткі металічнай паверхні ад растваральных ў вадзе кампанентаў. Малекулы вады, раствараючы наяўныя на метале солі, ствараюць пад пакрыццём микрорастворы з вялікай канцэнтрацыяй іенаў, куды і накіроўваюцца праз полунепроницаемый палімерны пласт іёны агрэсіўнай асяроддзя. У выніку пад пакрыццём назапашваецца некаторы аб'ём электраліта, у якім узнікае падвышаны ціск. З прычыны гэтага пакрыццё часткова адрываецца ад металічнай паверхні, і ў дадзеным месцы пакрыцця ўтворыцца бурбалка,напоўнены электралітам, які пасля лопаецца. Пры гэтым ствараюцца ўмовы для лакальнай карозіі металу, а затым, па меры росту колькасці бурбалак, адбываецца поўнае разбурэнне ахоўнага пласта і пад ім пачынаецца суцэльная карозія металу. Гэта звычайны стан металу пад няякасна нанесеным пакрыццём.

Істотны ўплыў на працэс карозіі металу пад пакрыццём аказвае хуткасць пранікнення іёнаў электраліта праз плёнку палімера, а таксама тое, якія з каразійных агентаў (больш ці менш агрэсіўныя) дасягаюць металічнай паверхні. Вялікую ролю гуляе хуткасць адводу прадуктаў карозіі праз гэтую плёнку ў зваротным дыфузіі і осмосу кірунку і іншыя больш ці менш важныя фактары. Аднак асноўнае противокоррозионное дзеянне палімернага пакрыцця на метал у значнай ступені вызначаецца іх узаемадзеяннем на мяжы падзелу фаз,якое характарызуецца такім сумарным паняццем як адгезія пакрыцця з металам.

У аснове адгезіі ляжыць складаны працэс ўзаемадзеяння актыўных функцыянальных груп пленкообразователя з актыўнымі цэнтрамі на паверхні металу. У выніку паміж пакрыццём і металам ўтвараюцца трывалыя і ўстойлівыя ў часе фізічныя і хімічныя сувязі. Разам з тым адбываецца змена энергетычнага стану паверхні металу пад пакрыццём, абумоўленае адсарбцыйнымі і хемосорбционными працэсамі. Дзякуючы гэтаму зрушваецца ў станоўчы бок станционарный патэнцыял металу, абцяжарваецца працягу аноднай рэакцыі іянізацыі металу, зніжаецца шчыльнасць току аноднай палярызацыі. У выніку метал пераходзіць у стан, блізкае да пасіўнасці, і становіцца практычна неадчувальным да агрэсіўным электралітаў. Калі нават дзе-нідзе паверхню металу актывуецца, то якія ўтвараюцца прадукты карозіі запаўняюць поровые каналы і тармозяць далейшае развіццё каразійнага працэсу.

Такім чынам, сілы адгезіі пакрыцця з металам эфектыўна перашкаджаюць праходжанню каразійнага працэсу пад пакрыццём да тых часоў, пакуль яны захоўваюцца на большай частцы абараняецца паверхні. З гэтага ясна, якое вырашальнае значэнне ў забеспячэнні высокай адгезійнай сувязі паміж пакрыццём і металам мае дбайная ачыстка (падрыхтоўка) металічнай паверхні перад нанясеннем пакрыцця. Пры недастаткова дбайнай ачыстцы паверхні або недоучете вільготнасці паветра дасканалыя каразійна-ўстойлівыя ахоўныя пакрыцця ў гэтай агрэсіўнай асяроддзі, хоць і застаюцца неразрушенными і захоўваюць усе свае першапачатковыя ўласцівасці, усё ж не могуць рэалізаваць сваіх гарантаваных противокоррозионных уласцівасцяў.

Ахоўная здольнасць пакрыцця, пры наяўнасці высокай ступені адгезіі, вызначаецца, у першую чаргу, таўшчынёй, сплошностью, а таксама раўнамернасцю таўшчыні палімернага пласта. Таму для кожнай канкрэтнай сістэмы пакрыцця існуе сумарная крытычная таўшчыня (пэўную колькасць слаёў), пры якой супраціў у часе пакрыцця становіцца блізкім супраціву ўсяго пакрыцця ў цэлым.

Адгезійная трываласць пакрыцця ў значнай меры вызначаецца хімічнай прыродай і фізіка-хімічнымі ўласцівасцямі лакафарбавага або палімернага матэрыялу, умовамі фарміравання плёнкі, яе структурай, фазавых станам і фізіка-механічнымі ўласцівасцямі. Адгезія ўзрастае з павелічэннем колькасці палярных функцыянальных груп у пленкообразователе (напрыклад, у лакафарбавых матэрыялах на аснове эпаксідных смол). Манамеры і олигомеры, якія ўваходзяць у склад пленкообразователей, здольныя сваімі палярнымі групамі хемосорбироваться на металічнай паверхні і ўтвараць пры наступнай полімерызацыі (отвержденія) трывалыя сувязі з металам, даюць найбольш эфектыўныя і даўгавечныя на метале ахоўныя пакрыцця.

У сваю чаргу, на здольнасць плёнкі пакрыцця тармазіць працэс пранікнення электралітаў агрэсіўнай асяроддзя да металу вялікі ўплыў аказвае структура палімернай плёнкі (аднамернай, трохмерная), яе химсостав, палярнасць, фазавае і фізічнае стан отвержденной плёнкі. Так, найбольш нізкай пранікальнасцю і высокай даўгавечнасцю характарызуюцца палімеры з трохмернай сеткаватай структурай.

Зыходзячы з асаблівасцяў ўзаемадзеяння палімерных плёнак з металічнай паверхняй і улічваючы, што аптымальна метал пад плёнкай павінен знаходзіцца ў неактыўным (квазипассивном) стане, вельмі вялікі эфект на ахоўныя ўласцівасці пакрыццяў аказваюць ўводзяцца ў пленкообразователь інгібітары карозіі. Але іх увядзенне ў палімерны матэрыял і ахоўнае дзеянне ў цвёрдай плёнцы павінна быць ўзгоднена, у першую чаргу, з адгезійныя ўласцівасці пакрыццяў, так як у адваротным выпадку эфект інгібіравання можа апынуцца нязначнай. У цяперашні час у нашай краіне і за мяжой праводзяцца вялікія даследаванні па падборы для лакафарбавых матэрыялаў інгібітараў карозіі, метадам іх ўводу ў лакафарбавыя і палімерныя кампазіцыі, павышэнню ахоўных уласцівасцяў ўжо вядомых сістэм.


Катэгорыя: Абарона нафтавых рэзервуараў ад карозіі | Дадаў: 25.05.2022
Праглядаў: 91 | Рэйтынг: 0.0/0
Усяго каментароў: 0
avatar