Защитные покрытия используют для предотвращения появления дефектов тех или иных поверхностей. В зависимости от материала покрытия, способы предохранения также отличаются между собой. Виды защиты, отличия и сходства, «плюсы» и «минусы», а также методы улучшения их качества рассмотрим в данной статье.
Понятие и цели
Защитные покрытия применяют, чтобы не допустить появления коррозии, и сохранить привлекательный вид металлических поверхностей. Контакт с атмосферой, дождем или промышленными кислотами приводит к формированию коричневого порошка, более известного в народе как ржавчина. Портиться со временем могут не только металлические изделия. Так, к примеру, бетонные конструкции также подвергаются разрушениям.
Для обеспечения качественной защиты, покрытие должно обладать такими свойствами, как высокое сцепление с основным материалом, быть сплошным, стойким к агрессивным средам, износостойким, в некоторых случаях, жаропрочным, и равномерным относительно поверхности.
Виды защитных покрытий
По химическому составу различают металлические и неметаллические защитные покрытия.
- Металлические: используют для другого металла, стекла, керамики, пластмассы и др., чтобы усовершенствовать их электропроводные свойства, придать прочности, долговечности, в целях эстетических, и, конечно, для общей защиты. Существуют такие способы:
- Напыление металла: воздушной струей наносится расплавленный металл, используя распылитель;
- Высокотемпературный способ: изделие погружают в емкость с расплавленным металлом;
- Гальванический: необходимое изделие погружают в раствор воды и солей металлов, которые в последствии должны стать покрытием. Через жидкость, которая представляет собой электролит, ток пропускается, и выпадает осадок;
- Термомеханический: наносят покрытие при помощи литья, прокатки, прессования или ковки;
- Диффузионный: воздействуя высокими температурами, устойчивый металл покрывает основу.
Способов защиты с точки зрения электротехники классифицируют на анодный и катодный. Когда какой используется, зависит от основного материала металла: антикоррозийный металл всегда противоположность. Электрохимическая защита достигается только анодным покрытием. Распространенный пример – цинковое покрытие железа. Немаловажный «плюс» такого покрытия то, что на качество не влияют ни трещины, ни царапины.
Используют Катодное покрытие реже, в связи с односторонним способом его защиты – чисто механическим. Такое покрытие обязательно должно быть равномерное, достаточно толстое, сплошное и не иметь трещин. Яркий пример – оловянное или медное напыление на железе.
- Неметаллическое: применяют в целях предотвращения повреждения металлических покрытий, защиты от намокания и придания общего красивого вида. Разделяют на такие виды:
- Лакокрасочные: самый востребованный вид. Бывают в виде красок, лаков, эмалей, грунтовки, олифы и шпаклевки. Хорошо защищает от влияния атмосфер, к тому же, придает вид абсолютно нового изделия. Вариации покрытий могут наделять все изделие свойствами электропроводности, светящиеся, с высокой степенью прочности, стойкостью к очень высоким температурам и кислотам, необрастающие и т.д.
- Полимерные: хороший выбор, если цель – защита от внешней среды. Наносится как горячая смола методом погружения, напылением, или же просто красится кистью. Толщина покрытия после высыхания составляет около 2 мм.
- Гуммирование: это защита при помощи резин. Для этого используют резину и эбонит. Таким образом защищают емкости, аппараты и резервуары. Резина может быть, как мягкой, так и твердой. Различие в видах нагрузки: если воздействуют ударные или деформирующие нагрузки, то используют мягкую резину, если же высокие температуры, а нагрузок практически нет, то твердые. В Мягкость контролируют серы количеством резине. Чем резина мягче, тем меньше в ней серы (около 2-4%). В твердой, для сравнения, 30-50%.
Нанесение резины – ответственный шаг. Поверхность важно предварительно почистить и обезжирить, а затем нанести резиновый клей и выдавить воздух. Завершающий шаг – вулканизация.
Резина – известный диэлектрик, устойчива к кислым и щелочным средам, исключение – сильные окислители. Единственный «минус» — теряет свои свойства с течением времени.
- Эмали на основе силиката: незаменимые защитные покрытия в условиях высоких температур и давления, агрессивных сред.
Покрытие наносят либо в виде порошка (сухой способ), либо в виде пасты (мокрый способ). Процесс осуществляется при температуре нанесения 830-920С. Единственный недостаток – низкая устойчивость к механическим влияниям, т.к. быстрое растрескивание.
- Пасты и смазки: такие покрытия нашли применения, когда требуется долго хранить или транспортировать куда-то металлическое изделие. Хороший протектор влаги, газов, мелких частиц пыли. Недостаток – легко нарушить целостность.
Методы испытания защитных покрытий
Зачем нужно испытывать покрытия? Это делается с целью обеспечения требуемого уровня защиты. Таким образом, предполагаемые воссоздаются условия, при которых качество защиты ставится под сомнение. Способы испытания защитных покрытий осуществляют в зависимости от природы основы:
- Бетонная и каменная:
- Общая оценка;
- Проникновение углекислого газа и кислорода;
- Проницаемость воды и пара;
- Проникновение ионов хлора;
- Ускорение влияния атмосферы;
- Тестирование взаимодействия с химическими веществами;
- Устойчивость к щелочам;
- Прилипание;
- Противодействие к абразивным материалам;
- Твердость по Моосу;
- Прочность;
- Способность к ремонту трещин;
- Общая оценка;
- Устойчивость к солям (метод погружения);
- Стойкость к умышленному негативному влиянию;
- Ускорение действия атмосферы;
- Прочность к ударам и твердость по Моосу;
- Устойчивость к химическим реагентам;
- Катодное отслаивание;
- Устойчивость к коррозии;
- Прочность;
- Тестирование на трещины;
- Упругость;
- Отсутствие газовой проницаемости;
- Ускорение действия атмосферы;
- Антикарбонизационные свойства
- Стальная:
- Другая основа:
Данные методы относятся к современным испытаниям защитных покрытий, и гарантируют качество выбранного материала.
Оборудование для тестирования
Существует специальное оборудование, которое упрощает процесс испытания защитной покрытий. Так, промышленность выпускает приборы:
- Гриндометры, для определения степени измельчения;
- Пикнометры, которые выявляют плотность материала;
- Вискозимеры, чтобы устанавливать значение вязкости;
- Аппликаторы ЛКП, которые обеспечивают высокую повторяемость и воспроизводимость;
- Регистраторы времени высыхания;
- Твердометры и оборудование для нанесения царапин;
- Приборы, для оценки стойкости покрытий к изгибу, удару, вытяжке;
- Абразиометры: демонстрируют механическую стойкость;
- Блескометры: дают оценку внешнему виду;
- Компараторы шероховатости поверхности;
- Набор Бресле: оценка загрязнения поверхности перед нанесением покрытия;
Стандарты
После проведения измерений, какое-то получается значение. Но с чем его сравнивать? Существуют определенные стандарты, которых необходимо придерживаться. Их насчитывается несколько десятков. Перечислим самые важные.
Среди ГОСТов методов испытаний защитных покрытий одним из основных считается ГОСТ 28574-90. Он устанавливает правила защиты от коррозии в строительстве, а именно сохранность бетонных и железобетонных конструкций, расписывает методы проверки сцепления защитных покрытий.
В 1991 году Вступил в силу. Его обновленной версией считается ГОСТ 28574-2014.
Немаловажный ГОСТ 28575-90. В нем речь идет о защите от коррозии в строительстве. Тестирование проникновения пара защитных покрытий. Такой стандарт справедлив по отношению к бетонным и железобетонным постройкам, детализирует методы определения проницаемости пара для покрытий из лака, мастики и клея на бетонных или железобетонных конструкциях под действием водяного пара.
Третьим стандартом будет ГОСТ 9.403-80. Он гласит о единой системе защиты от коррозии и старения, а также о применении для этих целей лакокрасочных покрытий. Раскрываются методы проверки на стойкость к статическому воздействию жидкостей. Стандарт указывает возможности предотвращения старения поверхностей при помощи ЛКП.