Використання металевих конструкцій і матеріалів неминуче призводить до пошуку рішень щодо захисту їх від руйнувань, зносу і тертя. Особливо актуальне це питання при експлуатації трубопроводів. Захист металу від корозії в умовах агресивного впливу середовища на металоконструкції, труби, запірну арматуру, елементи трубопроводів, штоки, відводи та інші деталі постійно вдосконалюється. Один із способів обробки, що розглядався в основному раніше в площині теорії, – епіламування. На думку деяких вчених, це найпростіше, доступне і ефективне рішення фізико-хімічного впливу на поверхні. Воно не тільки забезпечує захисний ефект, але і наділяє структуру новими властивостями, що спочатку не були їй властивими.
Корозія існує всюди, де обробляються і експлуатуються металеві вироби, конструкції. Вона з'являється внаслідок самостійних реакцій окислення-відновлення, що ведуть до руйнування металів, сплавів та інших матеріалів при їх взаємодії з навколишнім середовищем. В основному це гази, вода, рідина в ґрунті, оточуюча атмосфера.
Вологі ґрунти руйнують підземні трубопроводи, основу будівель і інших конструкцій, що експлуатуються в ґрунті, газо- і нафтопроводи. Тому втрати металу від ґрунтової корозії набагато перевершують збитки від інших її видів. Епіламування якраз і забезпечує термодинамічну стійкість поверхонь до певних компонентів довкілля.
Епілами - це фторвмісні поверхнево-активні (мастильні) речовини або матеріали (фтор-ПАР), що істотно знижують знос деталей механізмів, конструкцій і поверхонь трубопроводів. По суті, це розчини перфторованих ПАР у фторорганічних розчинниках. При нанесенні таких складів утворюється молекулярна плівка. Вона така тонка, що не виявляється ні візуально, ні за допомогою звичайного мікроскопа і залишається на поверхні навіть після випаровування розчинника.
Термін «епілам» виник на початку XX століття. Під ним малися на увазі склади, які наносили, щоб запобігти розтіканню із зони тертя мастильного матеріалу. Термін ввів у вживання швейцарський учений П. Воог, використовуючи його для запобігання розтіканню масла в деталях годинникових механізмів. За радянських часів було розроблено епілам ЕН-3 у Науково-дослідному інституті у Москві.
Після обробки поверхні зазначається:
Іншими словами, епіламування забезпечує термодинамічну стійкість матеріалів до певних компонентів, що знаходяться в навколишньому середовищі.
В основному причина руйнувань металоконструкцій і труб в роз'їданні іржею. Вона може виникнути при контакті металу з ґрунтовими або поверхневими водами, застосуванні малоефективного антикорозійного захисту, неефективної вентиляції. Корозійні процеси - поверхневі. При відсутності тріщин всередині металу не розвиваються. Тому захист будівельних конструкцій від корозії за допомогою нанесення поверхневих захисних покриттів дуже важливий, так як додатково ще створює гідрофобність, а при внутрішній обробці труб – знижує втрати рівня напору в трубопроводах.
Найбільш характерні фактори іржавіння наступні.
Причини пошкоджень пов'язані з характеристиками агресивного середовища. З нею стикаються зовнішні і внутрішні поверхні труб. Корозія буває хімічна (в середовищі, що не проводить електрострум) і електрохімічна (у водному розчині). Зовнішня і внутрішня. Водопровідні системи, як правило, уражаються комплексно:
Швидкість процесів залежить від хімічного складу рідини, рівня рН, температури, тиску, вмісту кисню, мікроорганізмів, сульфітів, способу прокладки труб. На повітрі має місце атмосферна корозія. В разі однорідності структури та властивостей металу, вона майже не впливає на появу наскрізних пошкоджень, на відміну від підземного розташування. Майже всі види трубопроводів в шарі ґрунту руйнуються однаково. Основні види пошкоджень:
Особливо важливим є захист трубопроводів від внутрішньої корозії, яка може тривати роками. Її руйнування поступові. Вони ускладнюють умови експлуатації обладнання, провокують появу специфічних забруднень повітря і води. Крім економічної шкоди, корродіювання металу призводить до таких негативних результатів:
Своєчасне використання епіламів дозволить уникнути більшої частини цих можливих негативних наслідків. Ремонт або реконструкція діючих трубопроводів супроводжується нанесенням захисту на зварні стики труб, фасонні частини (повороти, коліна і ін.), А також на місця пошкоджень в трасових умовах експлуатації.
Молекулярні плівки, не змінюючи структури і геометричних розмірів оброблюваних поверхонь, значно їх модифікують. Різні види фтор-ПАР володіють антифрикційними, антиадгезійними, захисними та іншими корисними характеристиками. Процес взаємодії з оброблюваною поверхнею виглядає так. Покриттям зі значною проникаючою здатністю наповнюють мікротріщини, пори. Дегазують їх, не дають концентруватися напруженням. Конструкція стає більш невразливою для руйнування. Сформований шар орієнтованих молекул в корені міняє енергетичні реакції на поверхнях тіл. Молекули епілам вступають у взаємодію з електронами там, де порушена кристалічна решітка. Утворюються спільні з'єднання високого ступеня зчеплення.
Для закріплення на поверхні багатофункціональної плівки товщиною 1-10 нм оптимальним вважається температурний діапазон + 38 °С ... + 110 °С. Нанесення покриття на металопрокат перекриває доступ кисню до сталевої оболонки труб або металоконструкцій, оберігає сталь від корозійного руйнування.
Існує кілька модифікацій фтор-ПАР. Відрізняються вони властивостями і сферою застосування. Окремі поверхнево-активні речовини розроблені спеціально для захисту виробів із сталей, сплавів і кольорових металів від впливу агресивних середовищ - води, пару, туману, розчинів солей і лугів. Антикорозійні властивості забезпечують додані до складу фтор-ПАР інгібітори корозії.
Залежно від задачі використовуються різні види епіламів, а саме ті що:
Молекулярні плівки не змиваються водними розчинами і нафтопродуктами, не горять. Вони не токсичні, працюють в високоагресивних середовищах.
Довговічність металоконструкцій і газоходів, ефективний захист трубопроводів від зовнішньої корозії і внутрішніх руйнувань багато в чому залежить від використання технологій, антикорозійних заходів і якості матеріалів. Епіламування відноситься до пасивного типу захисту. Воно відкриває нові можливості збереження вузлів гідравліки і пневматики, збільшення міжремонтного періоду, зниження матеріальних і енергетичних витрат на експлуатацію та ремонт конструкцій і трубопроводів. При цьому поверхні набагато довше зберігають експлуатаційні властивості в температурному полі від -120 до +520 °С. Вирішуються питання залипання і заїдання в зазначеному діапазоні температур. Позитивно зарекомендували себе епіламуючі склади в захисті сплавів і ЛКП від атмосферної і сольової корозії, особливо у важкодоступних місцях.
Якісна адгезія плівки з металевою поверхнею труб буде досягнута тільки при чистоті їх поверхні під час нанесення. Застосування фтор-ПАР дозволяє розширити можливості обслуговування вузлів гідравліки і пневматики, збільшити міжремонтний період. Після епіламування гумових ущільнюючих кілець гідрозажімів вдається підвищити ресурс їх роботи в 7-8 разів. Фторполімерні структури не надають хімічного впливу на прокладки, сальники, ущільнення, вузли запірної арматури і т.д.
Останнім часом епіламування займає міцні позиції в ряді галузей промисловості, техніки і науки. Використання фтор-ПАР дозволяє збільшити довговічність, надійність механізмів, знизити величину зносу тертя, підвищити ресурс роботи деталей машин. Завдяки унікальним фізико-хімічними характеристиками покриття все більше використовуються для таких цілей:
Молекулярні плівки відмінно себе зарекомендували в ряді військово-космічних і цивільних проектів, перешкоджаючи впливу радіації, окислення і перегріву в літальних апаратах. Можливість використання в широкому діапазоні температур значно розширює їх можливості.
Епілами для захисту від корозії все більше знаходять застосування в різних галузях промисловості, в тому числі в Заходній Європі, Японії, Китаї. Нагальна задача вітчизняних металовиробників – забезпечити достатнй рівень корозійної стійкості стальних виробів, в тому числі за рахунок використання подібних нанопокриттів. Звертайтеся, і ми допоможемо Вам купити метал та поглянути по-новому на рішення старих проблем. Наші контакти: телефон 0800-30-30-70 або чат-боти в Viber та Telegram.
Ми раді, що ви зацікавилися інформацією з нашого блогу. І даємо згоду на використання матеріалів для навчальних цілей або особистого користування.
Проте попереджаємо, що копіювання інформації для публічного розповсюдження – це порушення авторського права та інших прав інтелектуальної власності згідно з Бернською конвенцією та Законом України про авторське право №3792-XII.
