Коррозия металлов. Экономический ущерб и меры борьбы с коррозией

Различают два  вида потерь: прямые и косвенные. Прямые – безвозвратные потери металла, стоимость замены оборудования и  металлоконструкций, расходы на противокоррозионную  защиту.  Косвенные – простой оборудования, снижение мощности, снижение качества продукции, расход металла на утолщения стенок и т.п.И наоборот, разработка и практическое использование эффективных средств противокоррозионной защиты позволяет не только уменьшить потери металла и средств, но и снизить металлоемкость конструкций и сооружений, увеличить их грузоподъемность, уменьшить расход топливо-энергетических ресурсов при строительстве и эксплуатации, увеличить эксплуатационный период и в целом уменьшить себестоимость и повысить рентабельность объектов техники. В упомянутом выше докладе NACE отмечено, что потери от коррозии и затраты на противокоррозионную защиту в США в 2002 году составили 4,2 % от ВВП, т.е. за период 2002-2005 годы имела место положительная динамика.

Так, например, снижение скорости коррозии судовых  корпусных конструкций путем использования эффективных средств защиты позволило применять в российском судостроении низколегированные стали повышенной прочности марок 09Г2, 10ХСНД и др. с пределом текучести 300-400 МПа взамен обычных углеродистых сталей с пределом текучести не более 240 МПа. Это позволило снизить строительные толщины  корпусных конструкций и, соответственно, уменьшить их массу, сэкономить металл, снизить энерго- и трудозатраты при строительстве и эксплуатации судов.

По нашим  расчетам экономия стального проката  от замены углеродистых сталей на низколегированные повышенной прочности составляет от 5 до 17% в зависимости от марки сталей, назначения судна и применяемых средств защиты. Снижение строительных толщин в этом случае может составлять 3-7 мм для днища и 2-5 мм для бортов.

Снижение скорости язвенной коррозии обшивки подводной  части корпуса с 1-2 до 0,02-0,05 мм/год  путем применения эффективности  красок и электрохимической защиты позволило резко уменьшить объем  работ по подварке сварных швов и  практически исключить такой вид ремонтн6ых работ как замена листов обшивки.

Можно привести много других примеров, когда правильное применение эффективных средств  противокоррозионной защиты приводит к значительным техническим и  экономическим успехам.

Поскольку основным средством противокоррозионной защиты судов являются лакокрасочные покрытия, то вполне понятно, насколько важны и актуальны вопросы применения эффективных лакокрасочных материалов и качественного их нанесения. Экономический анализ того или иного варианта нанесения покрытия строится на основе сопоставления затрат и эффективности (функциональных качеств, долговечности) полученного покрытия. Наиболее показательно сопоставлять затраты по стоимости окрашивания 1 м2 поверхности. Окончательная стоимость покрытия – это сумма прямых, косвенных и непредвиденных расходов.

Прямые  затраты включают:

• стоимость лакокрасочных материалов, растворителей, расходных материалов;
• стоимость разового оборудования, технологической оснастки;
• амортизационные отчисления на восстановление оборудования и основных производственных фондов;
• полные затраты на выполнение подготовительных, очистных и окрасочных работ;
• полные затраты на выполнение мероприятий по технике безопасности и охране окружающей среды;
• затраты на осуществление контроля всех операций технологического процесса;
• затраты на страхование.

Косвенные затраты включают:

• затраты на обеспечение условий для проведения очистных и окрасочных работ (вентиляция, сушка, отопление, освещение и т.п.);
• затраты на возведение лесов, подмостей, на транспортные работы и т.п. 

Непредвиденные  расходы возникают в результате:

• прерывания очистных и окрасочных работ из-за погодных условий;
• вынужденных простоев по различным технологическим обстоятельствам;
• необходимости повторного выполнения очистных и окрасочных работ вследствие низкого качества их первичного выполнения.

Эффективность покрытия оценивается как комплекс функциональных свойств (противокоррозионных, декоративных, противообрастающих, износостойких  и прю) на протяжении срока службы покрытия. Таким образом, решающим фактором выбора того или иного варианта покрытия является его долговечность. При этом учитывается, что затраты на восстановление покрытия часто превышают затраты на его первичное нанесение, а качество восстановленных покрытий заведомо  ниже первоначальных.

Для исключения споров и конфликтов между взаимодействующими организациями следует разделять  понятия «долговечность и «гарантийный срок службы». Стандарт  ИСО 12944-1 определяет эти понятия следующим образом:

Долговечность – ожидаемый срок службы системы защитных покрытий до первого ремонтного восстановления. Это понятие технического характера, которое помогает владельцу обоснованно планировать техническое обслуживание окрашенного объекта.

Гарантийный срок службы – понятие юридического характера, имеющее законную силу и являющееся предметом контракта между заказчиком и исполнителем окрасочных работ. Это понятии определяет длительность эксплуатации окрашенного объекта, в течении которой исполнитель несет юридическую и финансовую ответственность за обеспечение защитных и/или декоративных качеств системы покрытия по конкретным параметрам, например, сохранность покрытия на определенной площади, сопротивления, цвета, блеска и т.п.

Из этого  следует, что экономически целесообразно  наносить долговечные покрытия, используя высококачественные лакокрасочные материалы, оборудование  и современные методы подготовки поверхности и нанесения материалов, несмотря на то, что первоначальные затраты при этом увеличиваются. Относительные эксплуатационные расходы при этом будут меньше за счет менее частого перекрашивания, увеличения эксплуатационного времени и пр.

Следует также  учитывать, что в общей стоимости  окрашивания объекта и эксплуатационных расходов весьма большую роль играет качество краски и относительно небольшую роль – ее цена. Например, стоимость качественной окраски с предварительной дробеструйной обработкой составляет от 30 до 50 ам.долл. за 1 м2, в том числе стоимость хорошей краски, расходуемой на 1 м2 составляет в среднем около 4 ам.долл., т.е. около 10% от стоимости окраски. Использование дешевой краски невысокого качества позволит снизить общие расходы на 4-6%, но приведет к необходимости более раннего возобновления покрытия, что обойдется дороже.

Если стоит  задача получить высококачественное покрытие, то нецелесообразно экономить на подготовке поверхности под окраску, хотя качественная дробеструйная обработка стоит дорого – в среднем расходы составляют 60-70% от общих расходов по нанесению покрытия, включая стоимость материалов.

Наконец, на чем  никогда нельзя экономить – это на проведении строгого и тщательного пооперационного контроля поступающих на предприятие материалов до приемки готового покрытия. Отсюда ясно, какое важное место занимает инспектор, и какие убытки может принести выполнение очистных и окрасочных работ без должного контроля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Защита  металлов

 

Если рассмотреть  статистику, то можно отметить, что  практически 30% от общей массы эксплуатируемого металла подвергается такому разрушительному  процессу, как коррозия металла. И  десятая часть уходит в отходы, остальная правда переплавляется.

Чем же отвечает научно-технический прогресс коррозии металлов? Только созданием хороших  коррозионно-стойких материалов и  технологий, которые могут создать  условия, при которых коррозия невозможна.

Защита металла  от коррозии включает в себя несколько  способов, которые доказали, что  с этим процессом можно эффективно бороться. Многие методы борьбы с коррозией  металлов известны давно и прекрасно  используются в настоящее время. Первый способ – это изоляция от агрессивной среды. Здесь необходимо отметить:

• Всевозможные полимерные пленки;
• Лаки;
• Краски;
• Олифы.

Так и металлы, которыми покрывают металл в виде слоя, не разрушающегося под воздействием агрессивных сред.

 

Разрушительное  действие коррозии

Покраска металлических поверхностей против их разрушения используется давно и считается первым способом защиты металлов от коррозии. Проводить данную операцию несложно. Кстати, эта защита металлов считается одной из эффективных. Но здесь необходимо соблюдать некоторые правила.

Первый этап – это очистка металлических  поверхностей от загрязнений. Он считается  как подготовительным этапом, так  и самым главным, потому что нанесение  краски на поверхность, которую не очистили, приведет к нулевому результату. Особое внимание при проведении очистки необходимо уделять удалению грязи, ржавчины и жирных пятен.

Второй этап – грунтовка поверхности. Этот процесс  необходим для одной лишь цели – это сцепление краски и поверхности  металла. Если данную процедуру не проводить, то краска долго держаться не будет и через непродолжительное время облупится и сойдет с поверхности.

Третий этап – это сам процесс нанесения  антикоррозионной краски. В данной ситуации используется несколько способов нанесения краски. Традиционным является использование молярных инструментов, таких как валик и кисти, этот способ называется ручным. И еще один способ – с помощью краскопульта, который считается более экономичным.

Современный рынок  строительных материалов в настоящее  время предлагает огромный выбор всевозможной лакокрасочной продукции, которая прекрасно справляется с коррозией. Сейчас можно также сказать о том, что компании-производители антикоррозионной краски стали выпускать особые краски, которые прекрасно справляются с очень агрессивными средами.Такая защита может противостоять даже морской воде.

А вот использование  различных пленок на основе полимеров  при защите металлов от коррозии в  настоящее время стало принимать  массовый характер. И это понятно, ведь данный вид покрытий имеет ряд  преимуществ, к которым относятся:

• Высокий уровень водостойкости;
• Высокий показатель противостояния химическому воздействию.

Но необходимо отметить, что данный метод является более дорогим по сравнению с  покраской.

Влажный климат для коррозии — идеальная среда

Если металлические конструкции или изделия расположены под землей, к примеру, трубопровод, то иногда используют для защиты такие материалы, как битум, асфальт, различные полимерные ленты.

Конечно, сравнивать вышеуказанные способы с покрытием  поверхности металлов другими металлами или другими материалами нельзя, потому что последний считается самым эффективным. К примеру, процесс лужения, где на поверхность металла наносится слой олова. Или процесс гуммирования, где металл обрабатывается каучуком. Правда, данные процессы достаточно дороги, но защита при этом самая эффективная.

Второй способ, где коррозия металлов удерживается под воздействием изменения электрической  направленности. То есть, если металлическая  конструкция установлена в грунт, то рядом устанавливают специальный стержень из более активного металла (алюминий, цинк), который подсоединен к источнику электрического тока.

Основная конструкция  и стержень также соединены между  собой проводником. Полярность конструкции  меняется, и она из анода переходит  в разряд катода. То есть заряжается отрицательными зарядами. Стержень берет на себя все положительно заряженные ионы и разрушается, то есть происходит его коррозия.

Третий способ. Коррозия металла, как процесс разрушения, может быть остановлен, а точнее сказать, замедлен путем добавления в агрессивные среды органических или неорганических ингибиторов. Обычно данный способ используется при очистке:

• Паровых котлов;
• Емкостей под соляную кислоту;
• Различных деталей с окалиной.

Использование ингибиторов стало возможным только по одной причине, они при взаимодействии с металлом создают на его поверхности пленку, которая состоит из трудно растворимых соединений. Тем самым создается покрытие, которое отличается высокой прочностью. Кстати, толщина ингибиторного покрытия намного меньше, чем толщина любого искусственного антикоррозионного покрытия.Такая защита часто используется в котельных, где внутри котлов всегда агрессивная среда.

В настоящее  время еще в стадии проектирования строительные компании стараются собрать  всю информацию, касающуюся характера агрессивных воздействий и условия эксплуатации металлических конструкций. От собранной информации будут зависеть проектные решения, то есть сегодня во главу угла ставятся в основном показатели, которые будут влиять на срок эксплуатации здания или сооружения.