Основные требования к выбору и применению покрытий

Сельскохозяйственная техника отличается сезонностью использования. Например, зерноуборочные комбайны работают от 10 до 60 дней в году, остальное время они находятся на хранении. Постановка их на хранение во многих районах совпадает с наступлением похолодания и частыми выпадениями атмосферных осадков, осложняющих технологию подготовки к противокоррозионным работам.

Нужно учитывать, что скорость коррозии металлических деталей сельскохозяйственных машин, находящихся на открытых площадках, значительно изменяется посезонно. Например, в условиях Сибири в зимние месяцы незащищенная сталь и чугун практически не корродируют, весной скорость коррозии увеличивается, в летне-осенние месяцы она достигает максимума.

Большая часть сельскохозяйственной техники и оборудования эксплуатируется в условиях воздействия агрессивных сред. Это прежде всего относится к металлоконструкциям, машинам и механизмам, используемым в животноводческих помещениях, к технике, связанной с транспортировкой, храпением и использованием минеральных удобрений, гербицидов и ядохимикатов. Так, интенсивность коррозии металла в условиях животноводческих помещений в 10...15 раз выше, чем на открытом воздухе. Срок службы туковысевающих аппаратов, тукопроводов, емкостей и аппаратуры для внесения аммиачных удобрений из-за коррозии нередко в 3...4 раза меньше срока службы тракторов.

Таким образом, защитные покрытия должны противостоять дождю, снегу, ветру, солнечной радиации, суточным и сезонным колебаниям температуры, воздействию различных агрессивных сред.

Многообразие условий эксплуатации и хранения сельскохозяйственной техники определяют возможность применения различных видов защитных покрытий.

Известно, что не существует покрытий, обеспечивающих универсальную защиту, поэтому выбор того или иного вида противокоррозионного покрытия в каждом конкретном случае решается с учетом вида и конструктивных особенностей технического средства, условий его эксплуатации (хранения), физико-механических, химических и технологических свойств покрытий, экономической целесообразности и т. д.

О химических свойствах покрытия судят сопоставлением физико-механических показателей покрытия до и после воздействия на него внешних сред в течение различного времени и при различных температурах и по влиянию его на окружающую среду.

Технологические свойства покрытий зависят от метода нанесения материалов покрытия, количества наносимых слоев, нормы расхода, жизнеспособности и токсичности используемых материалов покрытия, температуры и продолжительности высыхания отдельных слоев и системы покрытия в целом и т. д.

По технологическим свойствам покрытий судят о возможности их применения для противокоррозионной защиты того или иного технического средства и стоимости противокоррозионной защиты.

Одним из самых распространенных видов покрытий являются лакокрасочные. Покрытия лаками и красками имеют ряд преимуществ, например перед металлическими. Они легко наносятся на изделия любых размеров, хорошо закрывают все поры, находящиеся на их поверхности. Окраска не изменяет свойств металла, является дешевым и в то же время достаточно надежным средством защиты от атмосферной коррозии. Существует широкая номенклатура лакокрасочных покрытий, предназначенных для различных условий эксплуатации: стойкие внутри помещений, атмосферостойкие, химически стойкие, водостойкие, маслобензостойкие и др. ГОСТ 9825-73 определил группы лакокрасочных покрытий, в зависимости от условий эксплуатации защищаемых изделий. Практически не всегда легко выбрать оптимальную систему лакокрасочных покрытий, особенно если это касается высокоагрессивных сред. Например, для строительных конструкций животноводческих помещений при выборе защитных лакокрасочных систем покрытий нужно учитывать следующие основные требования: покрытие должно быть нетоксичным, обладать хорошей адгезией (сцеплением) с защищаемым материалом, высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах, гидрофобностью, паропроницаемостью и атмосферостойкостью – для наружных сторон и должно быть дешевым.

Рассматривая экономическую сторону выбираемого покрытия, следует помнить, что в ряде случаев сама работа по окраске – трудоемкий и дорогостоящий процесс. Поэтому зачастую значительно выгоднее использовать материалы более дорогие, но обладающие высокой стойкостью к агрессивным средам и длительным сроком службы, чем материалы более дешевые, но менее стойкие. Если требуется обеспечить противокоррозионную защиту техники на непродолжительный срок, выбирают более дешевые материалы: битумные, восковые составы, масла, смазки и пр.

Если позволяют производственные условия (наличие соответствующего оборудования, условия для выполнения всего технологического цикла и пр.), в ряде случаев эффективно применение полимерных покрытий. В отличие от лакокрасочных материалов, при использовании порошкообразных полимеров не применяются дорогие, дефицитные токсичные и пожароопасные органические растворители, покрытия получаются более качественными и долговечными.

Широкому применению полимерных покрытий способствует также сокращение производственного цикла их получения в 10...30 раз по сравнению с лакокрасочными, гальваническими, силикатными покрытиями, снижение трудозатрат в 2...3 раза по сравнению с лакокрасочными и в 3...6 раз – с гальваническими. Производственные площади необходимые для нанесения полимерных покрытий меньше в 1,5...2 раза, чем для лакокрасочных.

Иногда необходимо не только защитить изделие от влияния внешней среды, но и придать ему декоративный вид. В этом случае используют металлические покрытия хромом и никелем. При работе деталей в воде или во влажной атмосфере широко используют цинкование. Иногда один и тот же вид покрытий применяют для различных целей. Так, никелевые и хромовые покрытия можно применять как защитно-декоративные покрытия и для придания поверхностной твердости деталям, работающим в условиях трения. Кадмиевые покрытия используют не только для защиты стальных изделий от коррозии, но и для специальных целей, например для придания притирочных свойств поверхности сопрягаемых деталей при плотной сборке.

Гальванические и химические покрытия для защиты от коррозии конструкций со сварными соединениями применяют только при условии непрерывности шва по всему периметру, исключающем затекание электролита в шов.

В качестве защитных покрытий для стальных изделий с непрерывными сварными соединениями применяют, как правило, цинковые или кадмиевые покрытия, а для алюминиевых – анодно-окисные покрытия.

Что касается металлических покрытий, кроме специальных к ним предъявляются общие требования: должны быть хорошее сцепление с основой, мелкокристаллическая структура, минимальная пористость. Определяющим качеством для них являются вид покрытия и толщина слоя, которые выбирают в зависимости от назначения и материала деталей, условий эксплуатации покрытий и экономической целесообразности.

Лучшими защитными свойствами обладают анодные покрытия, имеющие более электроотрицательный потенциал по отношению к основному металлу изделия, благодаря чему обеспечивается электрохимическая защита его поверхности от коррозии. Защитные свойства таких покрытий в меньшей степени зависят от их пористости.

Катодные покрытия должны полностью изолировать металл изделия от воздействия окружающей среды, что может быть обеспечено только при отсутствии пор в осадках. Выполнение этого требования в значительной степени удовлетворяется при надежной подготовке поверхности основного металла, правильном выборе типа электролита (раствора) и оптимальной концентрации компонентов, входящих в его состав, электрического и температурного режимов.

Детали, на которые наносятся гальванические и химические покрытия, должны быть простыми по конструкции, без узких и глубоких отверстий, пазов, острых углов. Детали не должны иметь зазоров, из которых трудно удалить остатки электролитов.

Поверхность детали в глухих или узких отверстиях и т. п., где гальваническое покрытие будет полностью или частично отсутствовать, следует защищать в зависимости от назначения детали неметаллическими неорганическими покрытиями, нанесенными химическим способом, консистентными смазками или лакокрасочными покрытиями.