Зависимость срока службы лакокрасочных покрытий в агрессивных газах от толщины

Зависимость срока службы покрытий (Пк) от их толщины исследовалась ускоренным методом при повышенных концентрациях агрессивных газов. Материалы наносили окунанием на пластины из тонколистовой углеродистой стали. Перед испытаниями была определена критическая толщина Пк по известной методике. Установлено, что для эпоксидных лаков она составляет примерно 20 мкм, для эмали ЭП-525 35 мкм, для глифталевых эмалей 30 мкм. Нами изучались Пк, потеря эксплуатационных свойств которых происходит вследствие подпленочной коррозии из-за химического разрушения пленки покрытия.

Как было показано, в случае химически стойкого Пк и разрушения вследствие подпленочной коррозии, срок службы t определяется тремя компонентами:

где t_п — время проникновения агрессивной среды через Пк до подложки; t_з— время задержки начала коррозии; t_K — время от начала коррозии до момента разрушения Пк.

В этом уравнении первый член пропорционален квадрату толщины, два последующих — толщине. При экспериментальном определении долговечности большинства лакокрасочных Пк, эксплуатируемых в газовых агрессивных средах, влиянием квадратичной зависимости от толщины (t_п) можно пренебречь. Примером материала с химически устойчивой в течение срока службы пленкой является эпоксидный лак в среде хлористого водорода. Из рис. 1 видно, что t_п даже при толщине 220 мкм значительно меньше срока службы.

Рис. 1. Зависимость коррозии (относительной толщины прокорродировавшего металла Δd: d₀) и приведенного электрического сопротивления покрытия (R_пр) на основе смолы ЭД-16 (толщина 220 мкм) от длительности испытания в атмосфере хлористого водорода (концентрация НСl 200 мг/л) при 18±2°С

Для покрытий, которые в агрессивной среде разрушаются химически, приведенное уравнение неприменимо. Исследования показали, что потеря защитных свойств эпоксидными и глифталевыми покрытиями в окислах азота происходит вследствие химического разрушения пленки. Поэтому они были выбраны для изучения влияния толщины Пк на его долговечность для случая химически разрушаемой пленки. Окончание срока службы определяли методом, указанным в работе; результаты приведены на рис. 2, из которого видно, что срок службы прямо пропорционален толщине Пк сверх критической. Для достижения эффективного защитного действия толщина пленки должна быть больше критической. Аналогичные результаты были получены на глифталевых Пк. Ранее было показано, что подобная зависимость наблюдается для многих материалов в среде агрессивных жидкостей.

Рис. 2. Зависимость срока службы покрытий в окислах азота от толщины (концентрация 10 мг/л, температура 35°С, влажность 100%): 1 — лак на основе смолы ЭД-16; 2 — эмаль ЭП-525

Все изложенное выше свидетельствует о том, что пропорциональность срока службы покрытия его рабочей толщине (сверх критической) сохраняется при различном характере разрушения пленки. Следовательно, для агрессивных газовых сред по результатам определения срока службы покрытий какой-либо одной толщины можно прогнозировать срок службы покрытий, имеющих другие толщины.

Авторы: Е. П. Цингарелли, М. Л. Оржаховский, Г. А. Нагорнякова, И. Я. Клино