Металлы и неметаллические материалы, используемые в системах ТГВ - Защитные покрытия систем ГВС, отопления и вентиляции

1.5.2. Защитные покрытия систем ГВС, отопления и вентиляции

 

Наиболее подвержнеы коррозии трубы систем горячего водоснабжения. Срок службы коммуникаций из стальных труб без защитных покрытий в таких системах составляет 1-10 лет.

Защитные покрытия подразделяются на металлические и неметаллические.

Металлическое покрытие создается путем нанесения на поверхность защищаемого металлического изделия коррозионноустойчивого металла. Для этой цели применяют олово, никель, хром, цинк и другие металлы.

Металлическое покрытие наносится следующими способами: погружением изделия в расплавленный металл (горячий способ) ; гальванческим (электролитическим процессом) ; диффузионной металлизацией; металлизацией распылением, плакированием.

Горячий способ покрытия состоит в нанесении на поверхность изделия тонкого слоя защитного металла, находящегося в расплавленном состоянии, путем погружения детали в этот металл. В зависимости от вида наносимого металла горячий способ называют цинкованием, свинцеванием и др. Цинкование широко используется для покрытия кровельной и тонколистовой стали, из которых изготавливаются воздуховоды систем вентиляции, водогазопроводные трубы, нагревательные элементы калориферов.

Сущность электролитического способа состоит в том, что на поверхности детали, погруженной в раствор электролита, через который протекает электрический ток, происходит отложение частиц защитного металла, присутствующего в этом же растворе. Толщина слоя покрытия регулируется изменением величины тока и продолжительности его действия. Таким путем получают никелированные, хромированние и омедненные изделия, например смесители холодной и горячей врды.

Металлизация распылением заключается в покрытии поверхности изделия тонким слоем распыленного в расплавленном состоянии металла. Мелкие частицы металла приобретают при распылении значительную скорость и вследствие удара о защищаемую поверхность закрепляются на ней. Данные способ дает возможность наносить металлические покрытия на детали из любых материалов, любых форм и размеров.

Плакирование - покрытие одного металла другим, более стойким к коррозии, путем их совместной прокатки. Таким образом можно получить сталь, защищенную слоем нержавеющей стали или меди, дюралюминий, плакированный алюминий и др. биметаллы.

Наиболее часто в системах горячего водоснабжения и отопления используется горячее цинкование труб при температуре 430-460⁰С. Покрытие состоит из нескольких слоев железоцинковых сплавов и чистого цинка. Выпускаемые у нас в стране стальные трубы по ГОСТ 3262-75* должны иметь толщину цинкового покрытия не менее 30 мкм, в британском стандарте толщина цинковго покрытия принимается 65-85 мкм. Эксплуатация труб показала, что толщина 3- мкм явно не достаточна. С целью повышения коррозионной стойкости оцинкованных труб применяются легирующие добавки. Для легирования расплава цинка применялись магний, алюминий, титан. Исследования показали, что наибольшей коррозионной стойкостью обладают цинковые покрытия, легируемые алюминием (0,1-0,12% масс) и никелем (0,1-0,4%). Несколько ниже коррозионная стойкость цинка легированного алюминием (0,1-0,12%) и магнием (0,014-0,085%). Так как магний менее дефицитен налажен промышленный выпуск труб с добавкой алюминия и магния. Долговечность легированных оцинкованных труб в 1,5 раза выше обычных.

В последнее время у нас и за рубежом получили распростанение алюминиевые покрытия. Они обладают следующими преимуществами по сравнению с цинковыми: более высокой коррозионной стойкостью при повышенных температурах, меньшей стоимостью при одинаковой толщине покрытия, меньшей дефицитностью. Промышленное применение получили 2 способа нанесения алюминиевых покрытий: газотермическое напыление и горячее алюминирование.

Газотермическое напыление используется только для нанесения алюминиевых покрытий только на наружную поверхность труб, а также на внутреннюю поверхность баков-аккумуляторов. Для нанесения алюминиевых покрытий на внутреннюю и наружную поверхность труб применяется горячее алюминирование. При этом сталь подвергается травлению, предварительному флюсованию, затем погружается в ванну с расплавленым алюминием, во время реакции с которым образуются слои сплавов алюминия с железом, а при удалении из ванны- слой чистого алюминия. Температура в ванне поддерживается на уровне 700⁰С.

Высокая коррозионная стойкость алюминия в воде объсняется образованием на его поверхности окисной пленки. Алюминий в отличие от цинка с повышением температуры сохраняет коррозионную стойкость. Наиболе перспективно применение алюминированных труб при температуре более 60⁰С.

Неметаллические покрытия -покрытия, создаваемые за счет нанесения на поверхность защищаемых металлических изделий масляных красок, лаков, эмалей, пластической массы, смазки и др.

Масляные краски наносятся на поверхность изделия краскораспылителями различной конструкции, кистью,окунанием. Окрашенные поверхности просушивают в специальных сушильных шкафах или в естественных условиях. Масляной краской окрашивают стальные трубы (для систем отопления и горячего водоснабжения, газоснабжения (при отсутствии других покрытий), неэмалированные поверхности чугунных санитарных приборов (стальные неоцинкованные воздуховоды, вентиляторы, кожухи калориферов, отопительно-вентиляционные агрегаты, резервуары) и др. изделия из чугуна и стали, применяемые во внутренних санитарно-технических устройствах.

Эмали - прочное стеклообразное покрытие, наносимое на поверхность изделия тонким слоем и закрепляемое там путем обжига в специальных печах.

Эмали очень стойки против атмосферной коррозии, воздействия воды, минеральных и органических кислот, растворов солей. Однако они хрупки. Эмалированию подвергаются рабочие поверхности ванн, раковин и др. санитарно-технических приборов.

Стеклоэмалевые покрытия. У нас в стране освоен промышленный выпуск труб со стеклоэмалевым покрытием, применяемых в системах горячего водоснабжения. Покрытие на основе эмали 20Н, наносимой без грунта обладало невысокой водостойкостью (высокой выщелачиваемостью). Для повышения водостойкости в состав эмали были введены оксиды. Выщелачиваемость эмали новой марки 20 Ц (при добавлении 10% окислов циркония) в 20 раз ниже, чем у эмали 20Н. При толщине однослойного покрытия 250-300 мкм оно обеспечит защиту основного металла в течение 35-40 лет.

Кроме того, для улучшения технологических свойств эмали 20Н (увеличение её растекаемости, придания большей гладкости и блеска) в её состав введены СаО, щелочные окислы, полифосфат.

Разработана новая технология скоростного обжига однослойных стеклоэмалевых покрытий на основе эмали 20Ц в печах непрерывного обжига, которая позволяет получать высококачественное однослойное покрытие толщиной до 400 мкм без технологической выдержки в печах. По данной технологии действует цех в Донецке, производительностью 200 км эмалированных труб ø 57-159 мм в год.

Для эмалирования труб используется также эмаль ЭМ-25. Она наносится в 2 слоя общей толщиной не менее 300 мкм, причем 1-ый слой эмали является грунтовым, а 2-й покровным.

Органические покрытия. Для покрытия стальных труб в системах горячего водоснабжения используются покрытия на основе эпоксидной и фенольной смол.

Эпоксидно-фенольные смолы обладают хорошей теплостойкостью и водонепроницаемостью. Используются для изоляции внутренней поверхности труб в системах горячего водоснабжения. Высокая противокоррозионная защита синтетических смол обеспечивается только при тщательной подготовке поверхности, необходимой для хорошей адгезии покрытия к металлу. С этой целью выполняют дробе- или пескоструйную очистку. Наносят несколько слоев смолы. После нанесения каждого слоя его сначала высушивают, а затем обжигают.

Трубы с органическими покрытиями 117 SP, 117 SД используются в ряде европейских стран и в Японии.

Покрытие из пластических масс. Пластическую массу наносят на поверхность изделия распылением в расплавленном состоянии в специальных установках. Расплавленные частицы пластической массы сцепляются с поверхностью изделия и создают прочный и плотный защитный слой.

В последнее время в качестве антикоррозионного покрытия применяются тонкие рулонные пластические полиэтиленовые пленки, которыми покрывают листы или отдельные детали вентиляционных систем. Для защиты воздуховодов, работающих в агрессивных средах, используются пластмассовые листы, например листы полиизобутилена толщиной до 3 мм.

Смазочные покрытия применяются при хранении изделий на складе и при транспортировании.