ВСТАВКА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ КОРРОЗИИ ЦИНКА ОЦИНКОВАННЫХ ТРУБ
INSERT FOR REDUCING CORROSION OF ZINC IN GALVANISED PIPES

Изобретение относится к устройствам, снижающим коррозию цинковых покрытий, и может быть использовано для снижения коррозии других металлов и металлических покрытий.
Известны призматические дистанционные прокладки, разделяющие оцинкованные поверхности оцинкованных изделий и предотвращающие тем самым процесс белой коррозии цинка, идущий в условиях высокой влажности при отсутствии доступа углекислого газа воздуха (Белая ржавчина на цинковом покрытии и методы борьбы с ней. Режим доступа http://ecm-zink.ru/info/stati/belaya-rzhavchina-na-czinkovom-pokryitii-i-metodyi-borbyi-s-nej.html.).
Недостатком данного устройства является сохранение условий коррозии цинкового покрытия оцинкованных труб, плотно притянутых друг к другу (стянутых обвязочной лентой в пачку), непосредственно под прокладкой, где длительно сохраняется высокая влажность в условиях ограниченного доступа воздуха.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является вставка, предназначенная для снижения коррозии цинкового покрытия труб прямоугольного сечения сечения, состоящая из призматического корпуса, изготовленного из дерева, и полимерного покрытия (Конев С.В., Михайлец В.Ф. Оптимизация формы ингибирующей прокладки для оцинкованных труб. Моделирование и развитие процессов ОМД. 2015. №21. С. 176-181.)
Недостатком этого устройства с представленным составом является то, что при использовании названного устройства протекает коррозия цинкового покрытия труб под полимерным покрытием прокладки, где сохраняется высокая влажность в условиях ограниченного доступа воздуха.
Техническая проблема заключается в снижении коррозии цинкового покрытия труб, плотно стянутых в пачку, путем устранения условий белой коррозии цинка.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной проблемы, заключается в размещении на поверхности вставки сорбирующего покрытия, адсорбирующего воду с поверхности цинка, что ведет к прекращению химической реакции воды с цинком и, следовательно, образованию следов белой коррозии.
Поставленная задача решается тем, что на поверхности вставки для снижения коррозии цинка оцинкованных труб, содержащей корпус из дерева и нанесенное на поверхность корпуса антикоррозийное покрытие, согласно изменению, в качестве антикоррозийного покрытия использован мелкодисперсный силикагель со связующей смесью крахмала и жидкого стекла при следующем соотношении частей:
порошковый силикагель
- 1;
крахмал
- 0,1-0,3;
жидкое стекло
- 0,3-0,7.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 схематично изображена заявляемая вставка для снижения коррозии цинка оцинкованных труб;
- на фиг. 2 схематично изображена пачка труб с вставками, разделяющими поверхности труб;
- на фиг. 3 представлены фотографии белой коррозии цинкового покрытия труб прямоугольного сечения.
Вставка (фиг. 1) содержит корпус 1 (фиг. 1) и антикоррозийное покрытие 2 с адсорбентом 3. В качестве адсорбента использован порошкообразный силикагель. Связующее образует контуры антикоррозионного покрытия 2, и отдельной позицией на фиг. 2 не показано. На фиг. 2 изображены вставки 4, разделяющие трубы 5 в пачке труб.
Вставку для снижения коррозии цинка оцинкованных труб (фиг. 1) изготавливают, размещая на контактных плоскостях ее корпуса, изготовленного из дерева или слоистой древесины, антикоррозионное покрытие, состоящее, согласно формуле изобретения, из порошкообразного сорбента силикагеля и двухкомпонентного связующего, содержащего крахмал (по ГОСТ Р 53876-2010) и жидкое стекло(по ГОСТ 13078-81). Для равномерного покрытия, хорошей адгезии и формирования механически устойчивого слоя сорбента на поверхности вставки опытным путем подбирали смесь связующих, учитывая влияние связующих на сорбционные свойства силикагеля, материал поверхности вставок и технологию использования вставок при разделении поверхности труб. Результаты опытного подбора связующих приведены в таблице 1.
Как следует из таблицы 1, наиболее подходящими связующими для размещения порошкового силикагеля на поверхности деревянной вставки, обеспечивающими сцепление связующего поверхностью дерева и, в то же время, сохранение сорбирующих свойств силикагеля, является смесь жидкого стекла и крахмала.
В таблице 2 приведены результаты уточняющего подбора соотношения весовых частей порошка силикагеля, жидкого стекла и крахмала в связующей смеси. Критериями работоспособности антикоррозионного слоя являлись его адгезия к поверхности деревянной вставки и отсутствие осыпания (выкрашивания).
Вес силикагеля в адсорбционном слое вставки толщиной 0,1 мм составляет (по ГОСТ 3956-76 «Силикагель технический, таблица 1, п. 4), 0,5…0,6 г., с учетом соотношения весовых частей адгезионного слоя по формуле полезной модели. Согласно п. 5 того же ГОСТа, критерий сорбционной способности (влагопоглощения) силикагеля принимался равным 15% от веса силикагеля.
Как следует из таблицы 2, связующие на основе жидкого стекла формируют устойчивые блоки с силикагелем, обладающие высокой сорбционной способностью, однако прочность сцепления с поверхностью вставки минимальна, и сорбционный слой легко отделяется (скалывается) от нее.
Крахмал образует достаточно прочные связи с поверхностью вставки, однако силикагель с крахмалом прочно не связывается. В результате формируется большое количество локальных включений, обладающих низким сцеплением с основной массой слоя сорбента, и легко от нее отрываемых. Иначе говоря, связующее, на 100% состоящее из крахмала, проявляет, несмотря на высокую сорбционную характеристику, способность легко «терять» порошок силикагеля при минимальных нагрузках.
При содержании в антикоррозийном покрытии жидкого стекла менее 0,3 весовой части порошкового силикагеля, антикоррозионные свойства заявляемой вставки оказываются недостаточными по причине недостаточного сцепления антикоррозионного покрытия с поверхностью вставки и, соответственно, отделению (сколам) антикоррозионного покрытия от поверхности вставки.
При содержании в антикоррозионном покрытии жидкого стекла более 0,7 весовой части порошкового силикагеля, антикоррозионные свойства заявляемой вставки оказываются недостаточными по причине неполного прекращения химической реакции воды с цинком из-за недостаточного количества силикагеля и, соответственно, пониженной сорбции покрытия.
При содержании в антикоррозийном покрытии крахмала в соотношении менее 0,1 весовой части порошкового силикагеля, антикоррозионные свойства заявляемой вставки оказываются недостаточными по причине неудержания порошка силикагеля в связующем и выкрашиванию силикагеля из антикоррозионного покрытия.
При содержании в антикоррозийном покрытии крахмала в соотношении более 0,15 весовой части порошкового силикагеля, антикоррозионные свойства заявляемой вставки оказываются недостаточными по причине увеличения общей доли крахмала и жидкого стекла в составе сорбционного слоя за счет доли силикагеля, что снижает адсорбционные свойства адгезионного слоя вставки.
Антикоррозионное покрытие вставки изготавливают путем перемешивания составных частей покрытия при комнатной температуре. При этом в состав покрытия может быть введен индикатор, позволяющий определить насыщение поверхности влагой, например сульфат кобальта (II).
Антикоррозионное покрытие наносят на поверхность корпуса вставки кистью. Далее вставки высушивают в течение трех часов при температуре 120°С. При этом бесцветная окраска антикоррозийного покрытия меняется на цвет сухого индикатора. Вставка пригодна к применению до момента исчезновения окраски.
Пример выполнения вставки для снижения коррозии цинка оцинкованных труб. Толщина и ширина вставок 10*30 мм подобрана опытным путем и обеспечивает механическую прочность вставки. Толщина антикоррозионного покрытия вставки составляет 1 мм. Для разделения труб прямоугольного профиля 40 мм × 20 мм по ГОСТ 8645-68 с оцинкованной поверхностью, размеры корпуса вертикальной вставки с антикоррозионным покрытием составляют 310×30×12 мм. Длина корпуса вертикальной вставки 308 мм получается сложением высот профиля десяти труб и толщин девяти вставок, размещенных между трубами: 10*20 мм+9*12 мм=308 мм. Размеры корпуса горизонтальной вставки с антикоррозионным покрытием составляют 500×30×12 мм. Длина корпуса горизонтальной вставки 508 мм получается сложением ширин профиля десяти труб и толщин девяти вставок, размещенных между трубами: 10*40 мм+9*12 мм=508 мм.
Предлагаемые вставки для снижения коррозии цинка оцинкованных труб используют следующим образом. После изготовления оцинкованных труб, их собирают в пачку рядами. Сначала укладывают на ровную сухую поверхность цеха первый ряд труб, с зазором 30 мм, для последующей установки вертикальных вставок. Затем на поверхность труб укладывают горизонтальные вставки, с шагом 1 м. При длине труб 12 м необходимо уложить 11 вставок. После этого укладывают второй ряд труб. Далее операции повторяются до достижения требуемой высоты пачки. Затем в вертикальные зазоры между трубами устанавливают вертикальные вставки. После установки всех вставок пачка труб плотно стягивается упаковочной полимерной лентой. Будучи прижатыми к оцинкованным поверхностям труб, вставки адсорбируют влагу с поверхности цинка. Вследствие этого, адсорбированная силикагелем вода исключается из зоны реакции, что приводит к прекращению химических реакций, вызывающих коррозию. Белая коррозия цинкового покрытия труб отсутствует.
Для определения эффекта от использования признаков заявляемой полезной модели, проводили сравнительные испытания в лабораторных условиях вставок, имеющих полимерное покрытие (полимерную краску), вставок, покрытых специальным ингибитором окисления цинка ИФХАН-39 / Пассивирующие покрытия серии ИФХАН-39. Режим доступа: http://ifhan.ru/passiviruyuschie-sostavi/ и вставок с признаками заявляемой полезной модели. Для этого собирали пачку труб с оцинкованной поверхностью, в которой отдельные ряды труб разделялись различными названными видами вставок. Затем пачки труб помещались в складские условия хранения на срок 6 месяцев. Складские условия хранения использованы потому, что ускоренные испытания в агрессивных средах приводят к изменению процесса коррозии цинка лишь на поверхностях вне контакта вставок с плотно прижатой к вставкам поверхностью оцинкованной трубы. Результаты испытаний представлены на фиг 3. На фиг. 3 стрелкой показано пятно (полоса, шириной, равной ширине вставки) белой коррозии цинкового покрытия в зоне контакта трубы со вставкой с полимерным покрытием. На оцинкованной поверхности труб, хранившихся с использованием вставок с признаками заявляемой модели, пятен белой коррозии нет.
Таким образом, заявляемая вставка для снижения коррозии цинка оцинкованных труб позволяет снизить белую коррозию цинкового покрытия труб, плотно стянутых пачку, за счет устранения из химической реакции одного из реагентов - воды.