ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы нанесения и монтажа теплозащитных и изоляционных материалов из "Коррозия и защита металлов" Нанесение на поверхности металлических конструкций (вагонов, самолетов, кораблей) неметаллических материалов с целью теплозащиты, теплоизоляции или придачи огнестойкости может привести к усиленной коррозии конструкции, если только не принять необходимые меры предосторожности. [c.417] Эта проблема приобрела особую остроту с введением на железнодорожном транспорте цельнометаллических вагонов в связи с быстрым выходом из строя их обшивки. Однако благодаря интенсивным исследовательским работам были найдены конструктивные и технологические решения, которые почти полностью исключили этот опасный вид коррозии. [c.417] При контакте поверхностей металла с неметаллами (древесина, войлок, пробка, бумага, асбест и другие) последние должны быть сухими и не способствовать увлажнению поверхности металла. Перед применением изоляционного материала необходимо убедиться в том, что он не является коррозионно активным, т. е. не выделяет коррозионно активные агенты при попадании влаги. Изоляционные материалы рекомендуется пропитывать каменноугольным дегтем или битумом, а внутренние поверхности обшивки защищать органическими покрытиями. Вещества для приклеивания. теплоизоляции должны также быть проверены, чтобы они не вызывали коррозии. Элементы, подвергающиеся воздействию атмосферного воздуха, необходимо изолировать покрытиями, обладающими высокими адгезионными свойствами. Этим требованиям, по мнению Пирсона [48], вполне удовлетворяют вулканизированный тиокол и неопреновый каучук. [c.417] Изоляционные материалы оказывают большое влияние на конденсацию влаги, и поэтому при неправильной технологии их нанесения или монтажа часто наблюдаются случаи усиленной коррозии конструкций. Долгое время, например, предполагали, что коррозия цельнометаллических вагонов и внутренней стороны обшивки судов вызывается самим изоляционным материалом (например, асбестом). Однако в дальнейшем было установлено, что и при хорошем качестве изоляционного материала может возникнуть коррозия, е ли только в конструктивном отношении изоляция смонтирована плохо, а технология ее нанесения несовершенна. [c.417] На рис. 234 приведены эксперимепталь-ные результаты, описывающие изменение температуры стальной пластины при смывании ее холодным воздухом, полученные Дол-беем [49]. При температуре наружного воздуха —1,65° С и внутреннего +18° С температура изменялась по кривой, указанной на рис. 234, а. Температура на внутренней стороне пластины была -f9 . При наличии изоляции температура изменялась по кривой, указанной на рис. 234, б, на внутренней стенке она оказалась равной +2,8° С. Если в отсутствие изоляции разность температур между наружным воздухом, омывающим металлическую стенку, и температурой внутренней стороны стенки достигала 11°С, то при наличии изоляции эта разность снижалась примерно до 4,5° С. [c.418] Большинство применяемых изоляционных материалов проницаемо для водяных паров, а обычные минеральные изоляционные материалы, такие как стеклянная вата и асбест, не оказывают праетически никакого сопротивления прохождению водяных паров. Поэтому водяные пары проникают через них к охлажденным поверхностям и конденсируются на них. Так как падение температуры по изолирующему материалу более или менее пропорционально его толщине, то иногда полагают, что конденсация изменяется с толщиной изоляционного материала по такому же линейному закону. Однако Долбей утверждает, что это не всегда так, поскольку происходит также падение давления пара вдоль изолирующего материала, то насыщение часто не наступает до тех пор, пока водяной пар не приблизится к охлажденной поверхности. [c.419] Таким образом, на поверхностях, покрытых изоляционным материалом, при соответствующих температурных перепадах существуют все условия для конденсации на них влаги. Поэтому необходимо принимать меры к защите от коррозии внутренних поверхностей обшивки, что может быть достигнуто применением соответствующего грунта. По данным С. Г. Веденкина с сотрудниками, наилучшие результаты получают при использовании грунта со свинцовым суриком и слоя противошумной мастики. [c.419] Если влага удерживается в изоляционном слое, она может удаляться из него испарением благодаря капиллярности и выветриванию. При плотном прилегании изолирующего слоя к поверхности металла и правильном выборе самого изолирующего материала, который должен обладать хорошими водопроницаемыми свойствами или капиллярной структурой, можно добиться также быстрого перехода в изоляционный слой, а затем и наружу, влаги, сконденсировавшейся на поверхности металла. Для этого нужно температуру более теплой части изоляционного слоя после периода конденсации поднять выше точки росы. При наличии соответствующих свойств изоляционного материала (капиллярная структура) покрытие может быть полностью высушено в течение нескольких часов. [c.420] Асбестовые волокна, состоящие иа мелких волокон, обладают превосходной способностью поглощать влагу. Так называемые голубые асбесты или кроцидолитное волокно обладают самой высокой капиллярностью. [c.421] Имеются указания, что можно получить изолирующие материалы, не подвергающиеся увлажнению и обладающие высокими защитными свойствами, путем сочетания изолирующих материалов с ингибиторами коррозии. [c.421] Применение в кораблестроении асбестированного цемента, который накладывается непосредственно на металлическую обшивку, показало, что такой изолятор не увлажняется и коррозия, если она имеет место, весьма незначительна. Если, однако, пористую поверхность цемента покрывать водонепроницаемой краской, то влага собирается у покрытия и могут образовываться вздутия. [c.421] Часто используемые в вагоностроении и судостроении теплоизоляции с панельной обшивкой также нуждаются в соответствующем конструктивном оформлении. В некоторых неудачных конструкциях железнодорожных вагонов наблюдалось заполнение водой воздушного пространства между панельной обшивкой и теплоизоляцией. Дело в том, что панельная обшивка, обладающая изолирующими свойствами, снижает температуру на поверхности основного изолирующего материала. На рис. 237 показано изменение температуры вдоль стенки при наличии теплоизоляционного слоя и панельной обшивки. Из-за панельной обшивки и воздушного зазора температура на поверхности изолирующего слоя снизилась она оказалась равной уже 13° С, т. е. довольно близкой к точке росы воздуха с относительной влажностью 60—65%. Эти данные были получены при толщине изолирующего слоя в 25 мм. Если уменьшить. толщину изоляции в два раза, то температура в воздушном пространстве упадет до температуры ниже точки росы. Поэтому если не предусмотреть какие-то осушающие приспособления, то вода будет собираться в воздушном пространстве между панельной обшивкой и изоляционным материалом. [c.421] Наилучшим конструктивным решением является такое, при котором обеспечивается циркуляция нагретого воздуха-между панельной обшивкой и изоляционным материалом. Будучи нагретым, этот воздух способен удержать гораздо большее количество водяных паров и поддерживать температуру изолирующего слоя на уровне выше точки росы. Это достигается помещением части нагревательных труб вблизи обшивки на уровне пола. Сухой теплый воздух будет при этом подниматься вверх, поддерживая изоляционный слой нагретым до температур выше точки росы. [c.421] Как указывалось, все изоляционные материалы и клеи должны быть тщательно проверены на их коррозионную активность. Автору известны случаи, когда ценнейшие конструкции выходили из строя из-за пренебрежения к этому элементарному правилу. [c.422] Поучительные примеры из этой области описаны и в работе Коллинса [50]. После примерно полуторагодовой эксплуатации была обнаружена течь в шести местах на сварном 150-жж трубопроводе, изготовленном из нержавеющей стали типа 18-8 (толщина стенки 1,5 мм). По этому трубопроводу подавалась промывная вода, подогретая до 90° С. Трубопровод для теплоизоляции был покрыт обычным изоляционным материалом (магнезия). В воде содержалось 25—50 мг/л ионов хлора. Вначале предполагалось, что коррозионное растрескивание (рис. 238) начинается изнутри. Однако это предположение пе объясняло, почему большинство поражений возникало на горизонтально расположенном трубопроводе и только одно — на вертикальном трубопроводе. При осмотре растрескавшихся участков трубопровода было обнаружено, что питтинги, являющиеся источниками зарождения трещин, появляются на наружной поверхности. Трещины на горизонтально расположенных трубах концентрировались в верхней части трубы. На внутренней поверхности ни питтингов, ни трещин не было обнаружено. [c.422] Эти наблюдения навели на мысль, что растрескивание начинается снаружи. Анализы показали, что в изоляционном слое из магнезии содержалось 0,0099% растворенных в воде хлор-ионов, а в осадках у трещин содержалось 0,004—0,06% растворенного в воде хлорида. Вода, проникая через теплоизоляционный слой, растворяла хлориды, которые осаждались на поверхности нержавеющей стали и приводили к растрескиванию. Когда изоляционный слой был снят с труб, то в течение последующих 2,5 лет эксплуатации повреждений не было обнаружено. [c.422] Другим интересным примером коррозионного растрескивания под влиянием хлоридов, выщелачивающихся из теплоизоляции, могут служить перегонные колонки, изготовленные из нержавеющей стали типа 18-12-2 (Мо) они также были покрыты изоляционным слоем из магнезии. Такие агрегаты работали при атмосферном давлении и температуре 100—130° С. В этом же здании находилось другое оборудование, которое периодически промывали минерализованной речной водой, и поэтому изоляционный слой перегонных колонок часто увлажнялся. Таким образом созданы все условия для развития коррозионного растрескивания температура выше 50° С, содержание хлоридов более 50 мг л и напряжения. Последние представляют собой остаточные напряжения, так как колонки после изготовления не отжигались. Когда изоляционный слой магнезии заменили на стекловолокно, которое исключало проникновение влаги к трубопроводу, коррозионное растрескивание прекратилось. [c.423] Вернуться к основной статье