Развитие теории и практики повышения стойкости антикоррозионных покрытий и металлических строительных конструкций

• Автор: Абсиметов, Владимир Эскендерович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Алматы
• Количество страниц: 277 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Основные факторы повышения стойкости металлических строительных конструкций

1.2 Научно-технический анализ исследований стойкости металлических строительных конструкций

1.2.1 Основные положения теории коррозии металлов

1.2.2 Обзор работ по исследованию коррозии металлов под напряжением

1.2.3 Анализ исследований по защите металлов от коррозии полимерными покрытиями

1.2.4 Технологические факторы обеспечения стойкости металлических строительных конструкций

1.2.5 Выводы по разделу

1.3 Постановка целей и задач

1.3.1 Цель и задачи работы

1.3.2 Рабочая гипотеза
2 О КОНЦЕПЦИИ ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ МЕТАЛЛ-ПОКРЫТИЕ-СРЕДА
2.1 Равновесия на межфазной границе металл-покрытие в присутствии проникающей среды
2.2 Кинетика превращений на межфазных границах гетеросистем
в проникающих средах
2.2.1 Физическое взаимодействие агрессивных веществ с межфазной границей металл-покрытие
2.2.2 Химическое (электрохимическое) взаимодействие агрессивных веществ с межфазной'границей металл-покрытие
2.3 Предложения по единой классификации видов превращений
2.4 Выводы по разделу
3 РАЗРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
3.1 Сырьевая база Казахстана для производства средств антикоррозионной защиты л
3.2 Исследования физико-технологических свойств лакокрасочных материалов с применением отходов и побочных продуктов промышленности
3.3 Способы подготовки поверхности металлических строительных конструкций при восстановлении защитных покрытий
3.3.1 Механические способы
3.3.2 Термический способ
3.3.3 Химические способы
3.3.4 Подготовка поверхности под окраску без удаления ржавчины
3.4 Научные основы метода механохимической стабилизации продуктов коррозии на поверхностях металлических строительных конструкций
3.5 Принципы подбора компонентов полимерных ингибированных ремонтных составов (ПИРС)
3.6 Исследование физико-технологических свойств полимерных ингибированных ремонтных составов
3.6.1 Влияние соотношения компонентов наполненных антикоррозионных составов на физико-механические свойства покрытий из них
3.6.2 Сравнительные испытания наполненных антикоррозионных составов в агрессивных средах
3.6.3 Влияние неорганических ингибиторов коррозии на свойства ненаполненных антикоррозионных материалов и покрытий на их основе
3.6.4 Исследование свойств полимерных ингибированных ремонтных составов (ПИРС) и покрытий из них
3.7 Технологические схемы производства и применения материалов защитных покрытий
3.7.1 Технологические схемы производства материалов защитных покрытий
3.7.2 Технологические схемы применения материалов защитных покрытий при ремонте и восстановлении антикоррозионной защиты металлоконструкций в условиях действующих производств
3.8 Выводы по разделу
4 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СВАРНЫХ ДВУТАВРОВЫХ ПРОФИЛЕЙ
4.1 Экспериментально-теоретические и'сследования сварных двутавровых профилей с рациональным размещением вспомогательных элементов
4.2 Технико-экономический анализ рассмотренных конструктивных решений и предложения по проектированию и изготовлению сварных балок повышенной технологичности и коррозионной стойкости

У1 - энергия одной адгезионной связи /'-го типа;
Пц - число связи /-го типа на единицу поверхности.
Поверхность контакта в значительной мере зависит от шероховатости поверхности подложки.
Различают макрошероховатость, или макрорельеф, и микрорельеф, или атомно-молекулярную шероховатость. Последняя обусловлена кристаллической и надмолекулярной структурой вещества. Для металла образование такого рельефа является следствием разной степени ориентации кристаллов относительно поверхности. Металлам свойственно также образование поверхностных трещин и полостей микро-и субмикроскопических размеров (эллиптические и клинообразные трещины Грифитса и Ребиндера), имеющих структурное происхождение. Характерные размеры микрорельефа лежат в диапазоне 10 ’... 105 мм /29/.
Макрорельеф поверхности связан с природой материала и условиями изготовления и обработки металлических изделий. Его разновидностями являются волнистость, шероховатость, пористость. Макрорельеф создается также возможными дефектами поверхности - рисками, царапинами, раковинами и т.п. Макроскопический рельеф имеет размеры неровностей от 1,0 до 10-3 мм. Например, после дробеструйной обработки максимальные размеры неровностей составляют 0,055...0,085 мм.
Шероховатость поверхности определяет ее истинную площадь 5М. Площадь поверхности, оцениваемая по ее геометрическим размерам называется кажущейся - 5/- Истинная поверхность во много раз превосходит кажущуюся и зависит как от свойств металла, так и от способа ее обработки. Например, для прокатанной стали 8и/8к = 3,5, для полированной У/У =1,4, для древесины 5И/5К =200... 300.
Общие характерные размеры элементов поверхности металла (в данном случае, стального проката) и нанесенногр защитного покрытия можно представить в виде схемы (рисунок 6).
Отсюда наглядно видно, что условия возникновения контакта между материалом защитного покрытия, а также условия образования адгезионных связей, в разных точках поверхности различны.
Следует учесть, что поверхность стали всегда покрыта слоем оксидной пленки толщиной (1,5... 15)-10 9 м /38/, а также сорбированной водой, образующей пленку толщиной (до нескольких десятков монослоев. Указанные вещества вносят свой вклад в образование устойчивой адгезионной связи.
Исходя из вышеприведенного выражения, адгезионная прочность зависит от характера и плотности адгезионных связей. Между разнородными телами возникают различные по природе связи: химические (ионная, ковалентная, координационная) с энергией от 65 до 1000 кДж/моль, водородные и ван-дер-ваальсовые (индукционные, дисперсионные, дипольные и др.), энергия которых в большинстве случаев не превышает 50 кДж/моль. При нанесении покрытий взаимодействие с подложкой устанавливается уже в момент контакта жидкого материала. Однако, значения работы адгезии жидкого материала и