Типы и конструкции битумно-резиновых антикоррозионных

Покрытий

 

Покрытие	Конструкция покрытия	Общая толщина покрытия, мм	Допуски, мм
Нормальное	1. Грунтовка, мастика – 4 мм, стеклохолст – 1 слой 2. Грунтовка, мастика – 4 мм, бризол – 1 слой (1,5 мм)	4   5,5	+0,3 + 0,5
Усиленное	3. Грунтовка, мастика – 6 мм, стеклохолст – 1 слой 4. Грунтовка, мастика – 6 мм, бризол – 1 слой (1,5 мм)	6   7,5	+ 0,5 + 0,5
Весьма усиленное	5. Грунтовка, мастика – 3 мм, стеклохолст – 2 слоя, мастика – 3 мм, бризол – 1 слой 6. Грунтовка, мастика – 3 мм, стеклохолст – 1 слой, мастика – 3 мм, стеклохолст – 1 слой	7,5     6	+ 0,5   + 0,5

 

Для защиты металлических конструкций от почвенной коррозии чаще всего служат покрытия на основе битумов и электрохимический метод.

Таблица 4

Типы конструкций антикоррозионных покрытий

Из полимерных липких лент

 

Покрытие	Конструкция покрытия
	Грунтовка битумная или клеевая	Полимерная липкая лента	Бризол
Нормальное	+	1 слой	–
	+ +	1 слой 2 слоя	1 слой –
Усиленное	+	2 слоя	1 или 2 слоя

 

Применение специальных коррозионно-стойких материалов для конструкций подземных сооружений еще не получило достаточного развития.

 

2.4.3. Электрохимическая защита металлических

конструкций

 

Развитие коррозии может быть предотвращено электрохимической защитой, которая строится на основе теории многоэлектродных систем. Сущность такой защиты состоит в том, что защищаемая конструкция подвергается или катодной поляризации от специально установленных анодов из более активного металла, или поляризации наложенным постоянным током от внешнего источника. Для прекращения почвенной коррозии надо, чтобы разность между катодным и анодным участками конструкции равнялась нулю или чтобы электросопротивление протеканию тока коррозионного элемента (за счет изоляции) было очень большим. Чтобы разность потенциалов стала равна нулю, необходимо довести катодную поляризацию сооружения, равного начальному потенциалу анодного участка. При этом на всей поверхности защищаемой конструкции протекают лишь катодные процессы, и она перестает корродировать.

Потенциал, при котором прекращается коррозия, называют защитным, а плотность тока, обеспечивающую сдвиг потенциала до защитного, – защитной плотностью тока. Все это достигается одним из двух способов: протекторной или катодной (активной) защитой.

Электрохимическая защита металлических конструкций от почвенной коррозии производится с учетом характеристики грунтов, срока службы сооружения и других факторов, в том числе наличия в зоне защищаемого сооружения блуждающих токов.

Протекторная защита. При этом способе подземные конструкции защищаются от коррозии электродами-протекторами, обладающими более отрицательными потенциалами и выполняющими в паре с защищаемым сооружением роль анода (рис. 1).

Методика расчета протекторной защиты гидроизоляции заглубленных сооружений и других подобных конструкций состоит в определении защитного потенциала и плотности тока.

Протекторы обычно изготовляются из магниевого сплава и создают разность потенциалов до 1 В; они могут быть также цинковыми и реже – алюминиевыми. Протекторы выполняются цилиндрическими или пластинчатыми. Их соединяют с сооружением изолированным проводом через стальной сердечник, вставленный в протектор.

 

 

Рис. 1. Схема протекторной защиты

Число протекторов n, необходимое для защиты конструкций, зависит от размеров защищаемой поверхности S, м², минимальной защитной плотности j, коэффициента k, характеризующего защищенность конструкции (для обычных бетонов k = 0,2), силы тока протектора в данной среде i _прот и определяется по формуле:

 

n = I _общ / i _прот = kjS / i _прот .

 

Продолжительность работы протектора Т, год, рассчитывается:

 

Т = 0,114 МgD / i _прот,

 

где М – масса протектора, кг; g – электрохимический эквивалент материала протектора, ч/кг; D – КПД протектора; i _прот – защитный ток в цепи протектор–сооружение, А.

Определенное по формулам количество стандартных протекторов набирается из типовых элементов. Для их надежного контакта с грунтом и устойчивой работы они размещаются в наполнителе (гипс, глина, сульфат натрия или магния). Срок службы протектора составляет 10–15 лет. Протекторную защиту выгодно применять при удельном сопротивлении грунта более 60 Ом×м и в грунтах с кислой средой, т. е. когда протекторы будут работать надежно.

Катодная (активная) защита осуществляется с помощью постоянного тока, подаваемого через погруженный в грунт электрод (анодное заземление). При этом отрицательный электрод постоянного тока присоединяется к защищаемому сооружению – катоду, а положительный – к аноду (рис. 2). Сооружение поляризуется отрицательно; его потенциал становится отрицательнее потенциала коррозионных анодных пар, и коррозия прекращается. При такой защите разрушается дополнительный электрод, с которого ток стекает в грунт. В качестве электрода (анода) используются отходы металла – куски рельсов, труб и т. п.

 

 

Рис. 2. Схема катодной защиты

При этом коррозия не прекращается, а лишь переносится на дополнительный элемент, который с течением времени может быть заменен. Защищаемое сооружение не разрушается, так как является катодом.

 

2.4.4. Легирование

Существует способ уменьшения коррозии металлов, который строго нельзя отнести к защите. Этим способом является получение устойчивых к коррозии металлических сплавов, которое называется легирование.

В настоящее время создано большое число нержавеющих легированных сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и некоторых других металлов. Такие стали не покрываются ржавчиной, но все же их поверхностная коррозия имеет место, хотя и протекает с очень малой скоростью.

При использовании легирующих добавок коррозионная стойкость металла меняется скачкообразно. Существует правило, названное правилом Таммана, по имени открывшего его ученого. Тамманом установлено, что коррозионная стойкость полностью гомогенных твердых растворов в отсутствие заметной диффузии при легировании менее устойчивого металла более устойчивым изменяется не непрерывно, а скачками. Резкое изменение коррозионной стойкости происходит, когда концентрация легирующего элемента достигает атомной доли, или величины, кратной этому числу, т. е. 8 % и т. д. Согласно правилу Таммана резкое повышение устойчивости к коррозии железа наблюдается при введении легирующей добавки в количестве 1/8 атомной доли, то есть, один атом легирующей добавки приходится на восемь атомов железа. При таком соотношении атомов происходит их упорядоченное расположение в кристаллической решетке твердого раствора, что затрудняет коррозию.