СПОСОБ ЗАЩИТЫ СТАЛИ ОТ АТМОСФЕРНОЙ КОРРОЗИИ ПЛЕНКАМИ РАПСОВОГО МАСЛА
PROTECTION METHOD OF STEEL AGAINST ATMOSPHERIC CORROSION WITH RAPE OIL FILMS

Изобретение относится к способам защиты металлоизделий от атмосферной коррозии, в частности при их хранении в межсезонный период на открытых площадках, под навесом и в неотапливаемом помещении, посредством создания антикоррозионной пленки. Оно может найти применение, например, для консервации металлоизделий машиностроения, сельского хозяйства и ВПК.
Известны многообразные способы защиты металлоизделий от атмосферной коррозии посредством нанесения консервационных материалов [Вигдорович В.И., Насыпайко И.Г., Прохоренков В.Д. Антикоррозионные консервационные материалы. М.: Агропромиздат, 1987. 127 с.]. Однако одни из них в постреформенное время не производятся. Основой других являются товарные [Вигдорович В.И./ В.И.Вигдорович, О.Н.Трифанова, В.М.Поликарпов // Химия и химическая технология. - 2005. - Т.48. №6. С.75-78] или отработавшие моторные масла [В.И.Вигдорович, В.Д.Прохоренков, Л.Г.Князева // Практика противокоррозионной защиты. - 2005. - Т.38. №4. С.49-55]. Вместе с тем минеральные масла имеют целый ряд недостатков: 1) высокая, все время колеблющаяся стоимость с тенденцией к постоянному росту; 2) наличие целого комплекса экологических проблем, связанных с утилизацией защитных материалов; 3) частые существенные сложности, обусловленные необходимостью расконсервации и переконсервации в условиях временного хранения техники и запасных частей; 4) многокомпонентный состав, значительно снижающий технологичность производства и применения.
Наиболее близким по технической сущности является способ консервации техники с помощью ПВК (пушечной смазки высшего качества). Недостатком этого способа, принятого за прототип, является низкая технологичность нанесения. В силу высокой вязкости нанесение защитного состава на металлическую поверхность требует его разогрева до 105…110°С [Моршин А.В., Северный А.Э. Хранение сельскохозяйственной техники. М.: Колос. 1976. 177 с.; Севернев М.М. Хранение сельскохозяйственной техники. Минск. Урожай. 1980. 215 с.], а следовательно, и большого расхода электроэнергии или пара, специальной конструкции ванны консервации, а часто и использования шлангов с подогревом.
Такой признак прототипа, как готовая форма, не требующая смешения компонентов или перемешивания состава перед нанесением на металлическую поверхность, совпадает с существенным признаком заявляемого способа.
Технической задачей является разработка способа защиты металоизделий, хранящихся на открытых площадках, под навесом и в неотапливаемом помещении, от атмосферной коррозии посредством нанесения эффективного, экологически чистого, технологичного, доступного, быстро возобновляемого антикоррозионного продукта. Данная техническая задача решается тем, что на металлическую поверхность наносят пленку низкоэрукового рапсового масла толщиной 25-30 мкм, полученного горячим прессованием при температуре 80°С.
Сущность способа заключается в том, что рапсовое масло, полученное горячим прессованием при температуре 80°С, образует гидрофобное покрытие толщиной 25-30 мкм, которое затрудняет транспорт воды к защищаемой поверхности. Рапсовое масло является многокомпонентной смесью поверхностно-активных веществ. Они, адсорбируясь на активных центрах металлической поверхности, обеспечивают торможение скорости электрохимической коррозии стали.
2
Защитная пленка рапсового масла может быть нанесена на металлическую поверхность посредством окунания, пневматическим распылением или кистью. В силу низкой вязкости рапсового масла при комнатной температуре, т.е. без предварительного подогрева, формируется покрытие толщиной 25-30 мкм (гравиметрическая оценка или измерительная гребенка (10…360 мкм) №626 - для измерения толщины жидких лакокрасочных покрытий (ИСО 2808)). Поскольку состав включает один технологический компонент, перемешивания перед нанесением не требуется. Адгезия свежей пленки рапсового масла к поверхности стали составляет 140 мДж/м (прибор Дю-Нуи). С ростом продолжительности экспозиции образцов в натурных условиях адгезия увеличивается за счет полимеризации непредельных компонентов низкоэрукового рапсового масла.
Защитную эффективность пленки рапсового масла оценивали по данным коррозионных испытаний в гигростате Г-4 и в натурных условиях.
Испытания в Гигростате Г-4 образцов Ст3 размером 30×20×3 мм проводили в течение 30 суток в следующем режиме: 8 часов при 40°С и 100%-ной относительной влажности воздуха и 16 часов при закрытой дверце гигростата Г-4 и отключенной камере.
0
Натурно-стендовые испытания в условиях городской атмосферы продолжительностью 12 месяцев проводили на образцах Ст3 размером 150×50×3 мм (3 образца на одну точку). Для оценки защитной эффективности образцы стали размером 150×50×3 мм полировали до 6 класса чистоты, обезжиривали этанолом или настой оксида магния, сушили фильтровальной бумагой и затем 1 сутки в эксикаторе и взвешивали (m) [Благовидов И.Ф., Кондратьев В.Н., Шехтер Ю.Н. Консервационные и рабоче-консервационные моторные масла для двигателей внутреннего сгорания. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1977. 40 с.]. Для нанесения покрытия образцы опускали в ванну консервации, затем вынимали и оставляли на воздухе (помещение лаборатории) в вертикальном положении на 1 сутки для стекания избытка масляной композиции и формирования защитной пленки. Толщину сформированной пленки оценивали гравиметрически, полагая слой равномерным, с использованием формулы:
1
0
4
h=(m-m)10/(ρS),
1
2
где h - толщина пленки, мкм; m - масса образца с пленкой, г; ρ - плотность масла, г/см, S - площадь образца, см.
-5
2
Защитные составы наносили параллельно из расчета от 3 образцов на одну точку. Коррозионные потери оценивали весовым методом с точностью ±0,5·10 г. С этой целью с учетом данных вторичного взвешивания (m, г) рассчитывали потерю массы Δm
0
2
Δm=m-m.
Скорость коррозии рассчитывали по формуле:
0
2
K=(m-m)/(Sτ),
где τ - время, ч. Величины защитного действия вычисляли по выражению:
0
1
0
Z-[(К-К)/К]100%,
0
1
где К и К - соответственно скорости коррозии в отсутствие и при наличии защитного покрытия.
По данным коррозионных испытаний в гигростате Г-4 визуальная оценка показывает долю пораженной металлической поверхности около 5%, питтинги отсутствуют.
Величина защитного действия после 30 суток экспозиции в гигростате Г-4 и 12-месячных натурных испытаний достигает 99%.
Предложенный способ защиты металлоизделий пленками рапсового масла, хранящихся на открытых площадках, под навесом или в неотапливаемом помещении, является эффективным, доступным, технологичным и экологически безопасным, поскольку в его основе лежит применение масла из быстро возобновляемого растительного сырья.