Text
                    КОРРОЗИЯ
И ЗАЩИТА
СУДОВ
Справочник
Под редакцией доктора технических наук, профессора
Е. Я. Люблинского и кандидата технических наук В. Д. Пирогова

Ленинград
«Судостроение»
1987

ББК 34.66 К68 УДК 1620.187:629.12Д083.72) Авторы'. Е. Я- Люблинский, В. Д. Пирогов, Е. П. Куцевалова, Ю. Л. Кузьмин, Т. В_ Трактнрова, С. В. Коркош, А. Р. Якубенко, JO. Г. Ожиганов Рецензент д-р техн, паук проф. А. М. Сухотин Коррозия и защита судов: Справочник/Под ред. К68 Е. Я- Люблинского, В. Д. Пирогова. — Л.: Судостроение, 1987. — 376 с.: ил. ИСБН судов, судовых конструкций, систем, оборудовании и т. п. Рассмотрены принципы а также организационно-технические мероприятия по вк обесл методы испытаний материалов н средств защиты от коррозии. Длв специалистов проектных, судостроительных, судор> 3605030000-066 К 048 (01)-87 ББК 34.66 © Издательство «Судостроение», 1987
ПРЕДИСЛОВИЕ Проблема защиты металлов от коррозии в связи с исключи- тельной актуальностью для всех отраслей народного хозяйства страны находится под контролем высших правительственных органов и координируется Государственным комитетом СССР по науке и технике. Для ее решения в стране организована про- тивокоррозионная служба, в том числе в союзных республиках, министерствах, ведомствах и на предприятиях. Такое внимание к проблеме вполне обосновано и связано с огромным ущербом, наносимым коррозией, составляющим в промышленно развитых странах 4—5 % национального дохода. Последствия коррозии проявляются весьма многообразно. Прежде всего это'безвозвратные прямые потери металла (примерно 10 -20 % ороизводимого металла теряется в результате корро- зии). Основной ущерб связан с косвенными потерями — увеличе- нием массы металлоконструкций за счет надбавок на коррозию, ростом трудоемкости изготовления конструкций, снижением их эксплуатационных характеристик, большим объемом ремонтных работ и др. Убытки, связанные с коррозией судов, из-за их исключитель- ной металлоемкости составляют сотни миллионов рублей в год. Опыт показывает, что только при правильном проектировании судовых конструкций и использовании средств защиты от корро- зии, при квалифицированной эксплуатации в своевременной ва- мене поврежденных конструкций можно на 50—70 % уменьшить ущерб от коррозии, на 10—30 % снизить металлоемкость судов за счет уменьшения строительной толщины конструкций, уве- личить грузоподъемность и эксплуатационный период судов. Многообразие судовых конструкций и условий их эксплуата- ции создает определенные трудности при разработке и использо- вании методов и средств защиты от коррозии. Чаще всего необхо- димая эффективность предотвращения коррозии достигается со- четанием различных методов защиты. Рекомендуемый справочник поможет широкому кругу специа- листов разобраться в существе вопросов коррозии и обосновать выбор лучших вариантов противокоррозионной защиты. В спра- вочнике систематизированы данные исследований за последние 1* з
20 лет, проведенные специалистами различных отраслей промыш- ленности, институтов Академии наук СССР и союзных республик, а также высших учебных заведений. Предисловие, гл. 1—3 написаны д-ром техн, наук проф. Е. Я. Люблинским, гл. 4 — канд. техн, наук Е. П. Куцеваловой и канд. техн, наук В. Д. Пироговым, гл. 5 — канд. техн, наук Т. В. Трактировой и Е. Я. Люблинским (п. 5.5), гл. 6 — д-ром техн, наук Ю. Л. Кузьминым и Е. Я- Люблинским (п. 6.2.1.— 6.2.4), гл. 7 — Е. Я. Люблинским (п. 7.1, 7.3—7.6, 7.S), В. Д. Пи- роговым (п. 7.2), канд. техн, наук С. В. Коркошем (п. 7.7), канд. техн, наук А. Р. Якубенко (п. 7.8), гл. 8 — В. Д. Пиро- говым, гл. S—д-ром [техн, наук Ю. Г. Ожигановым, гл. 10 — В. Д. Пироговым. В подготовке материалов по коррозии и комплексной защите принимала участие канд. техн, наук Г. М. Гоман. Материалы по дефектам лакокрасочных материалов и покрытий, причинам их появления и рекомендации по устранению (табл. 4.40 и 4.41) подготовлены канд. техн, наук Г. Н. Ивановым.
1. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТЕОРИИ КОРРОЗИИ И ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 1.1. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ В СУДОСТРОЕНИИ Металлические материалы, применяемые в судостроении, де- лятся на два класса: конструкционные, к которым предъявляются конкретные требования по механическим и технологическим свойствам, и неконструкционные, которые должны иметь спе- циальные свойства (физические, химические и др.). В судострое- нии в основном используют сплавы, только в качестве покрытий применяют некоторые чистые металлы. Так как достаточно строго процессы коррозии описываются применительно к чистым метал- лам, именно они являются предметом теоретического рассмотре- ния в данном справочнике. Применяемые в судостроении металлические материалы объеди- няют в следующие основные группы: судостроительные — для изготовления корпусов, корпусных конструкций, изделий судового машиностроения и судовых си- стем, аппаратов, оборудования, трубопроводов и др.; Для защитных покрытий—гальванических, газотермнческих, диффузионных, горячих, служащих для защиты от коррозии су- довых изделий и конструкций; протекторные — для изготовления протекторов; анодные — для изготовления анодов — литых и биметалличе- ских; легирующие элементы — металлы, придающие специальные свойства основным группам металлов. Основные характеристики металлов, применяемых в судострое- нии, представлены в табл. 1.1 и 1.2? 1.2- 5.КОРРОЗИОННЫЕ СРЕДЫ 1.2.1. Классификация Корпус судна и судовые конструкции подвержены воздействию (постоянному и периодическому) жидких и газообразных кор- розионных сред (рис. 1.1.). Отдельные районы судна могут под- вергаться одновременному воздействию различных коррозионных сред. 1 Все таблицы даны в приложении 1. 5
Рис. 1.1. Коррозионные среды на судах. 1.2.2. Морская вода Под термином «морская вода» подразумеваются воды Мирового океана, представляющего собой непрерывную водную оболочку Земли, в которую входят все моря и океаны, обладающие общ- ностью солевого состава и характеризуемого рядом показателей. Соленость S — суммарное количество, г, минеральных веществ в 1 кг воды — выражается в промилле и составляет от 2 до 40 °/<ю- Средняя соленость открытых морей и океанов S = 35 %0- Соотношение между концентрациями главных ионов, образую- щих 99,9 % растворенных в морской воде веществ, постоянно: Анионы % по массе Катионы % по мессе С1- . 1,935 Na* . 1,076 SOF . . . 0.271 Mg2* . 0,129 HCOj 0,014 Са2* . . 0,041 Bl- ~............... 0,006 К* 0,039 Остальное Н»О (96,48 %) Исключение составляют обособленные и закрытые моря (Бал- тийское, Азовское, Черное, Каспийское и др.), у которых указан- ное соотношение несколько иное. 6
Нг$.Ш/Л Рис. 1.2. Растворимость газов в морской воде а — О2; б—С02; я—HsS (в Черном море) Минерализ а'ц и я. Для оценки коррозионной агрес- сивности среды концентрацию ионов в конкретном морском бас- сейне определяют по данным о солености (табл. 1.3) и приведен- ному выше соотношению. Ионный состав и минерализация по- верхностных вод обособленных и закрытых морей указаны в табл. 1.4. В экспериментах используют морскую воду среднего океанского со- става (табл. 1.5), которую готовят рас- творением в дистиллированной воде хими- ческих соединений основных ионов. Газы. На коррозионную активность морской воды влияют кислород, углекис- лый газ и сероводород. Первый и второй растворены во всех морских бассейнах (рис. 1.2, а, б). Сероводород H2S нахо- дится, например, в 87 % объема воды Черного моря. Имеются также мигрирую- щие зоны («облака») на больших глуби- нах других морей, содержащие серово- дород. Концентрация HsS в Черном море составляет от 1 мл/л на глубине 200 м до 32 мл/л в некоторых придонных зонах. Электропроводность у и водородный показатель pH. Воды всех морских бассейнов характеризуются нысокой электропроводностью — 0,5—6,7 С.м/м (рис. 1.3), стабильным и узким интервалом pH (7,3—8,6). Морская вода — типичный слабощелочной электролит. Рост давления с 10 до 100 МПа (с изменением глубины от 0 до 10 000 м) вызывает некоторое увеличение у и уменьшение pH: при /==04-25 °C на глубине 10 000 м (давление воды р= 100 МПа) Ду = 0,24-0,4 См/м, а ДрН = — (0,354-0,25) соответственно.
Данные о вкладе компонентовХморской воды в электропро- водность представлены в табл. 1.6. Буферная емкость р, щелочность Aik и компоненты карбонатной системы. Ионное рав- новесие морской воды и стабильность физико-химических свойств обеспечиваются высокими значениями р (0,8—1 мг-экв/л) и Aik (2—2,6 мг-экв/л), обусловленными постоянной концентрацией карбонатных ионов. Для воды S = 35 °/оо при 0 °C имеем: г.|МПа р.. 10 7,60—8,00 100 7,27—7,78 Aik 2,4 2,5 Eco2 [HCOs j [со| ] (COsJ 2,38—2,23 2,22—2,00 0,09—0,2 0,074—0,026 2,48—2,31 2,36—2.09J 0,07—0,2 0,052—0,015 Температура замерзания /8ам. При атмосфер- ном давлении изменяется от —0,2 до —2,2 °C с ростом соле- ности морской воды от 4 до 40 °/оо- Коэффициент диффузии ионов D. Для мор- ской воды соленостью 35 °/м усредненная величина D 10-10 м’/с при атмосферном давлении и t — 23,7 °C составляет: Ион............ С?’ К‘ Mg'' Na* СГ SOF D.............. 9,8 20,7 9,8 16,4 16,5 4,6 1.2.3. Речная вода Характеризуется непостоянством химического состава и из- менчивостью свойств (табл. 1.7). Минерализация вод рек делится на четыре группы: Минерализация S, мг/л Малая .... До 200 Средняя................................ От 200 до 500 Повышенная..............................От 500 до 1000 Высокая............................. Более 1000 Свойства и характеристики речной воды существенно отли- чаются друг от друга и изменяются в широком интервале по длине рек. В отличие от морской воды агрессивность вод рек должна определяться для каждого конкретного района; средние пара- метры для всех рек таковы: [О21 6—15; [СОа 1 0,6—30 мл/л; pH = 6-: 9; у = 10-3 — 10 См/м. 1.2,4. Озерная вода Из озер, находящихся на территории СССР, представляют ин- терес в связи с необходимостью защиты от коррозии эксплуати- руемых на лих судов только крупные судоходные озера. Содержа- ние О2 (6—13 мг/л), СО, (10—20 мг/л) и величина pH (6—8,5) в среднем такие же, как у вод рек (табл. 1.8). 8
1.2.5. Подтоварная вода Ионный состав подтоварной воды, отстаиваемой при хранении и транспортировке сырой нефти, аналогичен природным водам. Минерализация составляет от 1 до 300 г/л. В зависимости от со- отношения главных ионов подтоварные воды делят на четыре типа: Сульфатно-натрисвый . . . Гидрокарбонатно натриевый Хлормагпиевый ........... Хлоркальциевый . . ([Na+1 — а-1):[50Г ([Na* 1 —• IO-D: РОГ ([Cl- 1— |Na* ]) '[Mg2* ([CM- | Na* J): (Mg» Состав и свойства подтоварных вод определяются большим чис- лом факторов и изменяются в широком интервале. Для оценки коррозионной активности вод и эффективности применяемых средств защиты наиболее целесообразным является определение физико-химических свойств каждого конкретного типа подтовар- ной воды, но можно воспользоваться данными табл. 1.9. Сравни- тельные характеристики должны определяться для вод с мине- рализацией 20—Зб г/л (наиболее агрессивных). В подтоварных водах растворены газы: H2S — до 1000 мг/л, СО2 -до 1000 мг/л,О> — до 20 мг/л. Сероводородсодержащие воды не включают в себя кислорода вследствие взаимодействия его с HES. Рост концентрации H2S и СО2 спижает показатель pH, который достигает 4—5 для растворов с низкой щелочностью. 1.2.6. Нефтегрузы Темные и светлые нефтепродукты не являются коррозионно- агрессивными средами. Мазуты и масла предохраняют металл от коррозии. Бензин и керосин, наоборот, очищая поверхность металла, облегчают процесс коррозии в атмосфере и в морской воде. 1.2.7. Атмосферный воздух На металлические конструкции судов коррозионное воздей- ствие при строительстве оказывает промышленная атмосфера, в плавании — морской, речной или озерный воздух. Состав и свойства воздуха зависят от многочисленных факторов и опреде- ляются климатическими районами постройки и эксплуатации су- дов (табл. 1.10). 1.2.8. Парогазовая фаза При транспортировке грузов в свободном объеме танков и цистерн образуется газовая фаза, представляющая собой смесь паров влаги, воздуха и продуктов испарения грузов. На сухо- грузных судах в балластных и грузовых танках и цистернах обра- зуется газовая смесь паров воды и морской атмосферы. В танках наливных судов образуется газовая смесь, в которой содержатся
также летучие продукты испарения нефти и нефтепродуктов, HsS, SO2 и различные сероводородсодержащие соединения. При изменении относительной влажности от 40 до 60 % конденсирую- щаяся влага представляет собой электролит, близкий по свой- ствам к сильным кислотам (SO®-, SO*") с’рН 3—4 и имеющий высо- куюДкоррозионную активность. 1.2.9. Продукты сгорания топлива К ним относятся газы, уходящие от паровых котлов, и выхлоп- ные газы от двигателей внутреннего сгорания, относящиеся к особо агрессивным средам. В зависимости от источника газа, используе- мого топлива, КПД котла или двигателя газы имеют следующий состав: Вещество ... N2 g £СО2 О2 SO2 Н2О (пар)ДСажа, Объемный %. . . 70-85 10-15 4-10 0.1-0.5 1-10 0.7-0.6 1.2.10. «Инертные» газы «Инертными» названы газы, используемые для обеспечения пожаро-, варывобезопасности на танкерах. К инертным газам — элементам периодической системы — они отношения не имеют. Как средство предотвращения коррозии в качестве «инерт- ных» газов используют: отработавшие и очищенные уходящие или выхлопные газы; газы от специальных автономных газогенераторов; чистый азот в баллонах в газообразном или жидком виде. Рекомендуются газы, представляющие собой обработанные (очищенные) продукты сгорания топлива (табл. 1.11). 1.2.11. Прочие грузы Поскольку суда в течение года или даже рейса могут пере- возить различные грузы, строгая классификация судов по кор- розионной активности среды не может быть выполнена. Однако при транспортировке горячей руды, химических удобрений, растворов кислот, щелочей, аммиака и других грузов необходимо учитывать их роль при оценке опасности коррозии и выборе средств ее предотвращения. 1.3. ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ КОРРОЗИИ 1.3.1/ Определения и общие закономервости Термодинамика— наука, изучающая закономерности пре- вращения энергии, наиболее общие свойства макроскопических систем в состоянии равновесия и процессы изменения этого со- стояния и позволяющая определить направление различных фи- зических и химических процессов. 10
Термодинамическая система есть макроскопический материаль- ный объект, например металл, отделенный от внешней среды ре- альными или воображаемыми границами. Термодинамические свойства системы определяют с помощью функций (табл. 1.12). Функции называются термодинамическими потенциалами, если их убыль в равновесных процессах равна максимальной полезной работе. К параметрам функций относятся: S — энтропия, V — объем, р — давление, Т — температура, N — число частиц системы, х{ — другие параметры. Коррозия — один из наиболее распространенных в природе процессов, изучаемых термодинамикой — процесс окисления, раз- рушения металла вследствие его химического или электрохимиче- ского взаимодействия с окружающей средой. Механизм коррозии — совокупность элементарных процессов, составляющих реакцию взаимодействия металла с окружающей средой. Он определяет стадии процесса и продукты коррозии, позволяет выделять элементарные процессы, обусловливающие процесс коррозии, и тем самым изыскивать пути управления ими. Различают химический и электрохимический механизмы кор- розии. Химическая коррозия — процесс самопроизвольного взаимо- действия металла с коррозионной средой, при котсром окисление металла и восстановление окислительного компонента среды про- текают в одном[ акте. Электрохимическая коррозия — процесс самопроизвольного взаимодействия металла с коррозионной средой (электролитом), при котором ионизация атомов металла и восстаноаление окисли- тельного компонента среды протекают не в одном акте и их ско- рости зависят от электродного потенциала. 1.3.2. Термодинамическая возможность коррозии Независимо от механизма процесса коррозии она определяется знаком изменения термодинамического потенциала — U, Н, A, G (см. табл. 1.12). Процессы коррозии наиболее часто описывают изменением изобарно-изотермического потенциала — энергии Гиббса. Любое изменение энергии системы характеризует переход ее в новое состояние и является мерой стабильности системы: AG = G„ — 6Ъ где AG — энергия, израсходованная на изменение состояния системы, например на процесс коррозии; Gj — энергия системы в исходном состоянии, например металла в конкретных условиях; — энергия системы в новом состоянии, например прокор- родировавшего металла в конкретных условиях. Очевидно, что при AG = 0 система находится в равновесии; при AG < 0 процесс коррозии возможен; если AG > 0, то про- цесс коррозии невозможен. 11
Воспользовавшись справочными данными об изобарно-изо- термическом потенциале или выполнив его расчет по известным формулам, определяют АС и, следовательно, возможность про- цесса коррозии. Химическая коррозия. Имеет место в сухих га- зах, жидких неэлектролитах и электролитах х. На морских судах химической коррозии подвержены различные элементы, энергети- ческих установок, системы отвода продуктов сгорания топлива, танки для нефтепродуктов, топливные цистерны и другие кон- струкции. В судостроении и судоремонте по химическому меха- низму корродируют металлоконструкции, подвергаемые высоко- температурной обработке, например при штамповке, термической обработке, сварке, резке, гибке, правке. Типичными примерами химической коррозии металлов яв- ляются реакции их взаимодействия с кислородом при высокой температуре: 2Ме + -^-лО2 = Ме2Оп при п = 1, 3, 5, 7; Me 4—пО2 = МеОп/2 при п — 2, 4, 6, 8, где п — валентность металла. Суммарный процесс коррозии металлов с другими окисли- телями описывается формулами: с галогенами (Г8 — F2, С12, Вга, 18)| Me 4- пТ = МеГ„; с серой Me 4- nS = Me^Sn при п = 1,3, 5, 7; Me4--g-nS == MeSn/г’при п = 2, 4, 6, 8. В среде, содержащей углерод и азот, при высокой температуре возможно окисление металлов с образованием карбидов Me^C» и нитридов MemNn. Суммарные реакции высокотемпературного окисления металлов, применяемых в судостроении, приведены в табл. 1.13. Сопоставление термодинамических параметров позволяет оп- ределить возможность коррозии и преимущественную стойкость различных металлов. Электрохимическая коррозия. Самый рас- пространенный механизм коррозии металлов в судостроении и на судах. Во всех газовых средах, содержащих пары влаги (про- мышленной и морской атмосфере, парогазовой фазе танков, от- секов, цистерн и др.), и жидких средах, содержащих воду (морс 1 Химический механизм коррозии в электролитах не рассматривается, так как при строительстве, эксплуатации и ремонте судов вет электролитов, в кото- рых наблюдается этот механизм коррозии. 12
кую, речную и подтоварную), коррозия судовых конструкций и изделий имеет электрохимическую природу. Термодинамическая возможность электрохимической кор- розии определяется величиной стандартного электродного потен- циала процесса <р01. Возможность процесса коррозии снижается по мере увеличения значения q 0 (от La до Pt), которое опреде- ляется из сравнительной оценки данных, представленных в табл. 1.14. . граммами <р—pH систем ме- талл—вода В СОСТОЯНИИ раВ- Рис- 1 •4- Диаграмма ф—pH для воды при температуре 25 °C. новесия. Во всех случаях при иони- зации (коррозии) металла сопряженным электродным процессом является реакция восстановления компонента воды, определя- емая из диаграммы на рис. 1.4. Поэтому на всех последующих диаграммах системы металл—вода нанесены две основные ли- нии (штриховые) диаграммы состояния воды, в области которых вода термодинамически устойчива. При потенциалах выше ли- нии b и ниже линии а компоненты воды соответственно окисля- ются или восстанавливаются. Для оценки механизма коррозии судостроительных металлов можно воспользоваться рис. 1.5. Диаграммы состояния метал- лов — основ протекторных сплавов и основных металлических покрытий, применяемых для защиты судовых конструкций и из- делий, представлены на рис. 1.6. 1 Фо — потенциал металла при активности веществ, участвующих в реакции, равной единице, когда скорости ионизации металла и восстановления его ионов равны. Определяется из выражения Д0а = —nq^F, где &Gn — изменение энер- гии для условий равновесия; п — валентность ионизируемого металла; F = = 26,8 А-ч — число Фарадея. 13

Рис. 1.7. Диаграммы состояния <р—pH систем Me—Н2О: а — Pt; б — Nb; в — РЬ; г — Ag. ~2 О 2 4 6 6 10 12 Механизм процесса растворения элементов — основ анодных материалов поясняется с помощью рис. 1.7. Приведенные данные позволяют определить термодинамически возможный катодный процесс и продукты коррозии — анодного процесса растворения металла. В реальных условиях при наличии в электролите других ионов (например, в минерализованной воде) активность -йеталла, ионов Н+ и ОН~ может меняться. При этом продукты реакции 16
в целом сохраняются, а зоны их равновесного состояния будут смещены по величине потенциала в зависимости от нового зна- чения pH или активности ионов металла амеп+. 1.4 КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ КОРРОЗИИ 1.4.1. Определения и показатели Кинетика — учение о скоростях и механизме физических и химических процессов, в том числе процесса коррозии. Кинетика процессов коррозии существенно изменяется под воздействием внешних (состав, температура, давление, скорость потока, агрегатное состояние среды) и внутренних (химический и фазовый состав, структура, чистота, физико-механические и металлохимические свойства) факторов. Роль каждого из них очевидна из приведенных выше закономерностей и рассматривается ниже. Скорость коррозии — количество металла, ионизированного в единицу времени с единицы поверхности — характеризуется основными показателями: массовый, г/(см2-ч), Км == Ат/(5т); глубинный, мм/год, Кг = Д6/т; объемный. см3/(см8-ч), Ко — ДИ/(5т); токовый, А/см2, i — Am/(axS). Здесь Км — изменение в единицу времени массы единицы по- верхности; Ат — убыль массы за время коррозии; S — площадь поверхности образца; т — продолжительность процесса кор- розии; АКГ — изменение глубины проникновения коррозии в еди- ницу времени; Д.Ь — глубина коррозии — утонение конструкции при односторонней коррозии; Ко — изменение объема газа, обра- зуемого или поглощенного в результате коррозии, отнесенное к единице времени и единице поверхности; ДЙ — объем выделив- шегося (например, водорода) или поглощенного (например, кисло- рода) газа; / — плотность тока кпррозии; а — электрохимический эквивалент на единицу массы (ят) и объема (ао) корродирующего металла (табл. 1.16), определяемый по формулам «т An/(«F); ао = ат!у, ат — Q1 -10\ где Ат — атомная масса металла; п — валентность ионизируе- мого металла; F число Фарадея (26,8 А-ч); у — плотность ме- талла; Q — токоотдача. Для сплавов теоретическую величину ас.т определяют по формуле 47с. г = - р 4-----------F Дтго,вЬ где Amt, Amj — удельная массовая доля компонента в сплаве; агп1, - •, вш — электрохимические эквиваленты компонентов сплава. Фактическую величину ас.ф можно опредвдить. по формуле ^с. ф ~ Affij С/т{ । ^tngdtrii 17
где Ami, ••• Am" -— удельная массовая доля компонента сплава в ионизированном состоянии, участвующего в процессе кор- розии. 1*^.2. Химическая коррозия в газовых средах Процесс коррозии в газовых средах при высокой температуре имеет следующие стадии: Последовательность Реакция Примеры процесса Адсорбция окис- лителя , . . . Me -|- D Me ... D (аде.) Си ’/s О2 -► Си .. О (аде.) Fe -г ’/8 О2—»- Fe ... О (аде.) АН- »/гО2 — А1 ...О (аде.) Ионизация метал- Me ... D (аде.) -* Men+ + Dm~ Си ... О (аде.) = Си++ О2- ла и окислителя Fe ... О (аде.) = Fe2* + О2- AI... О (аде.) — АР* + О2- Образование хи- rn Ме"+ -I- nDm~ Me„,Dn 2Cu* + О2- СигО мического Fe2* + Оъ~ -* FeO соединения 2АР* -4- ЗО’~ -► А^О., Скорость коррозии Л определяет заторможенная стадия про- цесса. Влияя на нее, можно изменить скорость коррозии. Скоро- сти коррозии вычисляют по формулам, приведенным в табл. 1.17. Обозначения: и — объем продуктов коррозии (окис- ления) и металла, Кр — константа скорости реакции окисления; D коэффициент диффузии окислителя через пленку продуктов коррозии; DCK — коэффициент диффузии окислителя в газовой фазе; Сп, С, Ctl — концентрация окислителя соответственно на по- верхности металла, внешней поверхности пленки, в объеме га- зовой фазы; б — толщина пленки; бп — толщина пассивирующей пленки; 6П — толщина диффузного слоя в газовой фазе; т0 — дли- тельность процесса до наступления пассивации; /возг — темпера- тура возгону продуктов. Константы реакции и коэффициенты диффузии принимаются справочные. Продукту коррозии образуют сплошную пленку и обладают защитными свойствами во многих случаях при 1 < Уок/Уме < < 2,5. Соотношение и Уме для основных конструкционных металлов составляет: Металл Fe Al Си Ti Nb Окислы FeO FesO4 Fe2O3 А1ЙОЯ CujO CuO TiO2 NbO Nb2Ofi 1,77 2,09 2,14 1,31 1,67 1.74 1,76 1,57 2,81 При неравновесных условиях кинетика процессов коррозии подчиняется различным законам (табл. 1.18, 1.19). В таблицах fen — коэффициент пропорциональности; а, Ь, с, п —постоянные. 18
Основным конструкционным материалом, используемым при высокой температуре, яаляется сталь. Продуктами коррозии будут оксиды, образование которых подчиняется следующему закону: ГС у-г-.с.. 200 400 575-52- 730. При более высокой температуре происходит изменение струк- туры и физико-механических свойств сталей Диссоциация ок- сидов Fe2Oa начинается при t > 1100 °C. 1.4.3. Химическая коррозии в жидких средах Неэлектролиты в судостроении, морском и рыбопромысловом флоте, как правило, не представляют опасности как коррозион- ные среды. Отметим лишь, что принципиально механизм ко- розии в жидких неэлектролитах не отличается от описанного для газовых сред. Скорость коррозии значительно меньше иля на- столько мала, что ею можно пренебречь. 1.4.4. Электрохимическая коррозия Процесс электрохимической коррозии в электролитах 1 свя- зан с образованием двойного электрического слоя металл—элек- тролит, скачком потенциала на его границе и включает в себя следующие три основные стадии: Последовательность процессов Примеры Адсорбция ионов или (и) молекул на поверхности металла с воз- никновением адсорбционного по- тенциала Ионизация металла и восстанов- ление окислительного компонен- та электролита с возникновением электродного (коррозионного) потенциала Образование продуктов коррозии Fe 4- НаО -► Fe ... Н2О (аде.) Fe — 2г-*-Fe2’ Fe (аде.) -» ОН" Н* 1 е — ’/.Н, Fe2» -J- 2ОН' Fe(OH)a--»- ->3FeOOH4- Н» - е-*- Fe-O4-2HaO Скорость электрохимической коррозии определяет наиболее замедленная стадия процесса или наиболее замедленный элемен- тарный акт реакции в любой стадии. Определяется она путем сравнения скоростей реакции, рассчитываемых по формуле gq>nF i =- kCt..te кг , где k и а — коэффициенты пропорциональности; Ci....t — произ- ведение концентраций компонентов системы, участвующих в ре- акции; п валентность. 1 Кинетика химической коррозии в электролитах не рассматривается так, как она нехарактерна для судовых условий. 19
Для типичных коррозионных процессов в морской воде ’и во влажной атмосфере коэффициент переноса а « 0,5 и формулы для скорости электродных процессов имеют вид 4'Feg»F Fe — 2e—Fe®* ipe«+ = kpe*+e RT ; з Al-Зе— Als+ /Л|,* = ЛД1,+еа ; I VCu+F Cu —e—Cu+ icu+ = ^cu+ez RT ; ____________________________________i gp,F Ог4-4е-г4Н+—2H8O fOj=*iCo,e 2 ет ; з *?o,F 024-4e-|-2H2O — 4OH- io, = ktCo,CH+e 2 . Кинетику процессов электрохимической коррозии наиболее просто раскрывает уравнение Тафеля ц — а + b 1g i при ц а- 25 мВ или Ч = у- при 1] - 25 мВ, где ц Перенапряжение электродного процесса — сдвиг потен- циала от равновесного <рр, необходимый для возможности про- цесса, — характеризует сопротивление процессу коррозии; а и b — постоянные коэффициенты, в том числе а — НТЦапЯ) In = = 0,104-1,56 В — минимальный сдвиг потенциала, необходимый для начала процесса; b = 2,3 7?7/(anF) — 0,034-0,12— константа скорости процесса; i — плотность тока поляризации — скорость электродного процесса; io — плотность тока обмена. Величина <рр для коррозионного процесса определяется по формуле Нернста: фр = Фо 1п °меп+, где амепт — активность металла, участвующего в электродной реакции ионизации. Эта формула используется в преобразован- ном (упрощенном) виде 1 RT (. LMe (ОН)П \ фр = Фо (1П---------— - pHj, где L — произведение растворимости, Ко — ионное произведе- ние воды (1,(108-10"14). Результаты выполненных по ней расчетов (табл. 1.20) служат для приблизительной практической оценки коррозионной активности металлов. На практике кинетика коррозионного процесса определяется величиной стационарного потенциала q>c, отвечающей установив- шейся скорости ионизации металла (рис. 1.8, а). 20
потенциалов металлов- Усредненные значения стационарных в морской воде располагаются в ряд: Металл... Mg Мп Zn Al Fe Cd Pb Фе. В ... —1,45 —0,96 —0,80 —0,54 —0.50 —0,50 —0,30 Металл... Sri Си TI Nb Ni Ac Pt Фс, в...—0,20 —0,10 0,0 4-0,10 4-0,10 4-0,15 4-0,8 В конкретном электролите, когда катодный процесс характе- ризуется одной реакцией, например восстановлением кислорода, величина <рс и соответственно скорость стационарной коррозии будут определяться значением q>p и углом наклона анодной кри- вой фа (рис. 1.8, б). В этом случае стационарный потенциал фс служит показателем при сравнении коррозионной стойкости ме- таллов. При этом скорость коррозии не находится в прямой за- висимости от величины <рс. В природных средах, например в морской воде, возможны два катодных процесса — восстановление молекулярного кисло- 21
рода и образование ионов водорода. В этом случае кинетика кор- розионного процесса (q>c) зависит от величины <рр и угла наклона поляризационных кривых различных металлов (рис. 1.8, в). Ки- нетика процесса коррозии изменяется также с изменением при- роды электролита — равновесного потенциала q>p окислителей и угла наклона анодных поляризационных кривых (рис. 1.8, а). Этим фактором пользуются для снижения агрессивности электро- литов. Разность потенциалов ч>р — qt характеризует минимальное перенапряжение i]c, необходимое для стационарного процесса коррозии. Воспользовавшись данными о pH электролита, qc конкретных металлов в рассматриваемом электролите, q>0 по табл. 1.14 и рассчитав q>p по формулам, приведенным в табл. 1.20, определяют величину цс для различных металлов. Их сравнение позволяет расположить металлы по коррозионной стойкости. 1.4.5. Некоторые особенности кинетики электрохимической коррозии Механизм и скорость процессов электрохимическое коррозии металлов определяются различными внутренними и внешними факторами, обусловленными, с одной стороны, физической при- родой металла, а с другой — свойствами электролита в стацио- нарной или динамически изменяемой системе металл—электро- лит — окружающая среда. Включение в систему окружающей среды означает, что для оценки кинетики коррозии должны учи- тываться факторы, не относящиеся к природе металла и электро- лита, например нагрев, давление, поток и т. д. 11оследние могут существенно влиять на стабильность системы металл—электро- лит и даже определять принципиальную возможность или нево- можность процесса коррозии. Обобщенное представление о алиянии указанных факторов на электрохимическую коррозию металлов дают законы диффу- зионной кинетики и концентрационной поляризации. Законы диффузионной кинетики раскрывают связь скорости коррозии с динамикой доставки окислителей к поверхности металла и от- вода продуктов реакции. Концентрационная поляризация ха- рактеризуется разностью между значениями электродных потен- циалов при равновесии и пропускании через электрод внешнего то- ка. Эта разность вызвана отклонением электродных концентраций реагирующих веществ от их концентраций в объеме электролита вследствие замедленной диффузии этих веществ. Для оценки роли указанных явлений в кинетике электрохимической коррозии ме- таллов пользуются формулами, представленными в табл. 1.21. Рассмотренная кинетика процессов химической и электро- химической коррозии не исчерпывает многообразия ее особенностей и дает лишь самое общее представление, которое необходимо для пользования данным справочником. 22
1.5. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ (.5.1. Рациональное проектирование Рациональное проектирование любой металлической кон- струкции — основной метод предотвращения или снижения ее коррозионного износа без использования дополнительных мето- дов защиты. Механизм защиты основан на снижении реакцион- ной способности металлической конструкции путем выбора стой- кого в конкретной среде и конкретных эксплуатационных усло- виях металла, исключения контакта макрогальванических пар (разъединение, электроизоляция) разнородных металлов, сниже- ния усиленной коррозии металла в потоке среды за счет оптималь- ного конструирования изделий. Рациональное проектирование облегчает дальнейшую защиту конструкций от коррозии, а в от- дельных случаях является единственным методом предотвращения коррозии. Принципы рационального проектирования судов рас- сматриваются вТп. 7.2. 1.5.2. Пассивная защита Механизм пассивной защиты основан на предотвращении диф- фузии среды или ее компонентов в направлении к поверхности металлической конструкции. Пассивная защита обеспечивается изоляцией поверхности или созданием на ней покрытия, термо- динамически более устойчивого, чем металл конструкции. При использовании лакокрасочных и полимерных покрытий, не обес- печивающих полную электроизоляцию или характеризующихся изменяющейся во времени проницаемостью для агрессивных окис- лительных агентов среды, механизм защиты связан с диффузион- ным контролем — невысокой скоростью диффузии окислительных агентов в направлении к поверхности металла и затруднением обратной диффузии продуктов коррозии через поры в покрытии. У ненористых металлических или комбинированных металли- зационно-лакокрасочных покрытий механизм защиты обуслов- лен новыми окислительно-восстановительными процессами, ха- рактерными для металла покрытия. При этом скорость электрод- ного процесса на покрытии должна быть значительно меньше, чем на металле конструкции. При использовании пористых металлических покрытий или возникновении в них ви время эксплуатации пористости механизм защиты характеризуется кинетикой электродного процесса си- стемы покрытие—металл конструкции. Если покрытие является анодом по отношению к металлу конструкции, то механизм за- щиты в порах основан на его катодной поляризации. У катодного покрытия защитные свойства сохраняются только до того момента, пока скорость анодного процесса в порах не достигнет скорости 23
коррозии незащищенного металла конструкции. Как правило, на катодных покрытиях пористость не допускается; для анодных она нежелательна. 1.5.3. Активная защита Механизм активной защиты основан на изменении термодина- мической активности металла в неэлектролитах и кинетики элек- Рмс. I 9. Поляризационные диаграммы, поясняющие влияние анодного (а), катодного (б), катодного и анодного (в) ингибиторов на кинетику коррозии ме- таллов Индекс «н> соответствует ингибитору. тродиых процессов в электролитах на поверхности металла, обес- печивающем снижение скорости анодной реакции ионизации металла до нуля или до допустимого предела. В газовых средах и жидких неэлектролитах, в которых про- текает химическая коррозия, активная защита обеспечивается поверхностным или объемным легированием, снижением аг- рессивности среды путем вве- дения в нее ингибиторов кор- розии. В обоих случаях меха- низм защиты основан на уве- личении энергии, необходимой для возможности процесса кор- Рис 1.10 Поляризационные диаграм- мы, повеняющие механизм катодной (а) и анодной (б) защиты металлов на примере подключения протекторов. Ч'кр- 4>п- Ч'оя “ критический потенцией, потенциалы пассивации и псрепассивации соогветгтнсннс. розии. В электролитах механизм защиты основан на уменьше- нии скорости: катодной, анодной или од- новременно катодной и анод- ной реакции путем введения катодного, анодного или смешанного катодно-анодного инги- битора, увеличивающего перенапряжение процесса соответству- ющей реакции (рис. 1.9); путем катодной поляризации металла со сдвигом его потен- циала в отрицательную сторону до величины, соответствующей потенциалу наиболее анодного компонента металла конструк- ции,— катодная или протекторная зашита (рис. 1.10, о); .24.
путем анодной поляризации металла со сдвигом его потенциала в положительную сторону до величины, при которой на поверх- ности металла конструкции образуется пассивная пленка, пре- дотвращающая коррозию, — анодная защита (рис. 1.10, б). Последний способ для природных сред неэффективен, так как содержащиеся в них анионы, и прежде всего ионы хлора, исклю- чают возможность формирования пассивной пленки. 1.5.4. Комбинированная защита Механизм комбинированной (комплексной) защиты сочетает механизмы индивидуальных методов защиты. Используется в тех случаях, когда эффективность индивидуальных методов недоста- точна или при их комбинировании достигается синергетический эффект — повышение эффективности каждого из индивидуаль- ных методов защиты. Особое значение имеет комбинированный метод зашиты в тех случаях, когда металл конструкции подвергается одновременно химической и электрохимической коррозии в электролитах. Для таких условий полная защита электрохимической поляризацией не достигается. Предельный коэффициент ее эффективности — степень защиты — составляет Pn = f<c7<x -100%, где 1С — плотность тока или скорость коррозии при стационар- ном потенциале; — плотность тока (скорость) коррозии, со- ответствующая химическому процессу ионизации металла. Так как величина £х не может быть снижена электрохимической поляризацией, комбинированная защита должна предусматривать использование сочетаний активных и пассивных методов, напри- мер катодной защиты в сочетании с лакокрасочными покрытиями и (или) ингибиторами химической коррозии. Для характеристики эффективности активных, в том числе электрохимических методов защиты, определяют следующие кри- терии — степень Р и эффективность Э защиты: Р = .‘с 7А.юо%; Э= ^уА.ЮО»,, •с 'и где £8 — плотность тока или скорость коррозии при осуществле- нии защиты, например iE — ia при катодной или анодной поляри- зации, 1Я = iB при ингибировании среды, ia = i& 4- iB при элек- трохимической поляризации и ингибировании среды; in— плот- ность тока, выбираемая для достижения i3, например плотность тока поляризации или плотность, соответствующая расходу ин- гибитора. Как правило, in > ic, и отношение £3/t„ характеризует коэф- фициент полезного использования тока внешней поляризации или ингибитора. Классификация способов защиты приведена в табл. 1.22. 25
2. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ Надежность и долговечность судовых конструкций в значи- тельной мере определяются видом и характером коррозии (рис. 2.1, 2.2 и 2.3). 2.2. КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 2.2.1. Классификация сталей В табл. 2.1 представлены группы, подгруппы и марки сталей. 2.2.2. Углеродистые и низколегированные стали Углеродистые и низколегированные стали по объему приме- нения являются основными судостроительными материалами и предназначены для изготовления корпусов, судовых конструк- ций и изделий; используются в деформированном и литом состоя- ниях. Состав сталей представлен в табл. 2.2—2.4. Механические свойства стали зависят от ее состава, технологии изготовления, толщины заготовки (табл. 2.5—2.7). Скорость коррозии сталей в морской атмосфере составляет 0,01—0,05 мм/год и, как правило, равномерна. В обособленных и закрытых бассейнах (S = 7-=-19 °/00) и в открытых морях и океа- нах, включая тропические районы (S = 304-40 %0), скорость коррозии характеризуется данными, представленными в табл. 2.8. 2.2.3. Легированные к высоколегированные стали Предназначены для изготовления наиболее ответственных су- довых конструкций, изделий, систем и трубопроводов. Высокие эксплуатационные качества сталей обусловлены в основном до- бавками в них благородных, тугоплавких и редкоземельных эле- ментов (табл. 2.9, 2.10). Уровень механических сиойств опреде- ляется химическим составом, способом изготовления и обработки сталей (табл. 2.11). Коррозия рассматриваемых сталей в пресной воде, морской атмосфере и неэлектролитах имеет равномерный характер. Ско- рость коррозии благодаря образованию пассивирующей пленки невелика и составляет 0,001—0,05 мм/год. Общая коррозия в боль- шинстве природных сред также невелика и не превышает 0,05 мм/год. В морской воде недостаточная устойчивость пасси- вирующей пленки и повышенная электрохимическая гетероген- ность структурных составляющих стали обусловливают избира- тельные и специфические виды коррозии (табл. 2.12). 26
Виды коррози висосШох-лииы НЛИ№ЖК(1||ВН ион UHiijdl Jtjjj Рис. 2.1. Виды коррозии
. 2.2. Характер коррозионных разрушений
2.2.4. Сплавы на основе меди Предназначены для изготовления ответственных судовых кон- струкций. изделий судового машиностроения и трубопроводов. Их классифицируют на следующие группы: латуни, бронзы, медно- никелевые и марганцево-медные сплавы (табл. 2.13—2.16). Механические характеристики изменяются в широких пределах (табл. 2.17, 2.18), что в совокупности с хорошими литейными свойствами и обрабатываемостью давлением позволяет применять эти сплавы для конструкций различного назначения. Коррозия медных сплавов в морской атмосфере, пресной воде, маслах, топливе имеет равномерный характер. Скорость корро- зии в этих средах в стационарных условиях мала, от 0,001 до 0,008 мм/год. В природных средах (электролитах) с повышенным содержанием углекислоты она достигает 0,2—0,6 мм/год. Кор- розионная стойкость медных сплавов в спокойной морской воде высокая. Для высоколегированных сплавов, содержащих анодные добавки (алюминия, цинка, марганца), наблюдается избиратель- ная коррозия. При скорости потока более 4—50 м/с медные спланы имеют невысокую коррозионную стойкость (скорость коррозии достигает 0,5—7,0 мм/год) и не должны применяться без защиты. 2.2.5. Алюминиевые сплавы Предназначены для изготовления корпусов судов, различных судовых конструкций и изделий- По массогабаритным и некото- рым другим характеристикам имеют преимущества перед дру- гими судостроительными материалами Область применения огра- ничена в связи с недостаточными прочностными свойствами. В су- достроении используют в основном сплавы систем Al- Mg и Al—Mg—Zn (табл. 2.19). Механические свойства алюминиевых сплавов определяются химическим и фазовым составом, а также видом обработки (табл. 2.20). Коррозия алюминиевых сплавов имеет существенные особен- ности. В атмосферных условиях и при отсутствии воздействия внешних факторов в природных средах алюминиевые сплавы имеют высокую коррозионную стойкость (скорость коррозии 0,001—0,02 мм/год). Эго связано с формированием на поверхности алюминиевых сплавов в атмосферных условиях плотной пасси- вирующей пленки оксидов, которые в природных средах, частично гидратируясь, сохраняют достаточно нысокую защитную способ- ность. В морской и подтоварной водах коррозионная стойкость алюминиевых сплавов снижается в результате активирующего воздействия ионов хлора, потока среды, знакопеременных на- грузок и других эксплуатационных факторов. Алюминиевым спла- вам свойственны наиболее опасные специфические виды и характер коррозии, обусловленные изменением свойств защитной пленки (табл. 2.21—2.23). 29
Самым опасным видом коррозии алюминиевых сплавов в кон- струкциях является контактная коррозия при сопряжении алю- миниевых сплавов с более благородными металлами, такими как сталь, медные, никелевые и титановые сплавы. Высоколегиро- ванные алюминиевые сплавы могут проявлять склонность к струк- турным видам коррозии —коррозионному расслаиванию, меж- кристаллитной коррозии и др. 3. КОРРОЗИЯ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ 3.1. ОБОБЩЕННАЯ ОЦЕНКА КОРРОЗИИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ Основные судовые конструкции, являющиеся предметом об- суждения с точки зрения подверженности коррозии и ее предот- вращения, перечислены в табл. 3-1. Используя данные о скоростях коррозии металлов в морской воде (Кд), морской атмосфере (Кв) и прочих средах (Кв), представленные в гл. 2, и зная относитель- ную длительность воздействия среды т, определяют ожидаемый коррозионный износ конструктивного элемента по формуле V — КаТа Дбтб + Кв^в- Пример 1 Конструкция — наружная обшивка корпуса (см. табл. 3.1) Ка = 0,2 мм/год; Кб = 0,05 мм/год; Кв — 0; тА-= 1,0; тБ = 1,0; тв = 0; V = 0,2 1 + 0,05 1 = 0,25 мм/год; Пример 2. Конструкция — балластная цистерна (табл 3.1): Кд = 0,2 мм/год; Кв —’ 0,05 мч'год; Кв = 0; «А = Ъ + V. ТБ = 0.7; тв — 0. где т, и ts — длительность воздействия морской воды на бортовую переборку цистерны снаружи (1.0) и изнутри (0.3), т. е. тд = 1,3; V — 0,2-1,3 + 0,05-0,7 — 0,295 мм/год; Пример 3. Конструкция — грузовой танк (см. табл. 3.1): Кд — 0,2 мм/год, Къ— 0,1 мн'год; Кц = 0,05 мм/год; г А — 1.0; тБ = 0,5; тв = 0,5; V = 0,2-1,0 + 0,1 -0,5 + 0,05-0.5 = 0,275 мм/год. Более точно определяют износ, рассматривая отдельные эле- менты связей, так как в одной конструкции могут быть связи, подверженные воздействию различных сред при неодинаковой длительности воздействия. 3(1
3.2. ПРАВИЛА РЕГИСТРА СССР, СВЯЗАННЫЕ С КОРРОЗИЕЙ СУДОВ Для обеспечения эксплуатационной надежности судов Ре- гистром СССР 1 регламентируется коррозионный износ корпусных элементов. Материалы. Регламентируются по прочностным свой- ствам. При этом толщина листов связей и плакирующего слоя (при применении плакированных сталей) должна приниматься с учетом коррозионной среды. Регистру представляются данные о скорости коррозии в средах, воздействующих на сталь в эксплуа- тационных условиях. При расчете изгибающих моментов, пере- резывающих сил на тихой воде, момента сопротивления попереч- ного сечения корпуса явно или косвенно учитывается возможный коррозионный износ элементов связей. При применении одобренной противокоррозионной защиты толщина элементов связей может быть уменьшена на величину As = 12/Сн — (772) Кф, где — годовое (нормативное) уменьшение толщины элемента связи, мм/год, вследствие коррозии, приводимое в Правилах Регистра СССР и в табл. 3.2; Т —время эксплуатации, преду- сматриваемое при проектировании судна; —принимаемое при ороектировании фактическое уменьшение толщины элемента связи, мм/год, вследствие коррозии для принятых условий экс- плуатации и средств противокоррозионной защиты. Указанные в табл. 3-2 значения соответствуют запасу на коррозионный износ и не являются данными, характеризующими фактическую скорость коррозии. Если средства защиты отсутствуют, коррозионный износ больше и зависит от многочисленных факторов (см. гл. 2). Современные же средства защиты позволяют практически исключить Кн и сни- зить строительную толщину листов элементов связей. Минимальныетолщины листов корпуса. Определяют в зависимости от прочностных характеристик приме- няемых судостроительных металлов и других факторов. При ис- пользовании проверенных на практике специальных средств за- щиты от коррозии толщины могут быть уменьшены на 10 %, но, как правило, не более чем на 1,5 мм. Данное ограничение должно быть уточнено, так как оно справедливо только при ма- лых толщинах листов связей. Необходимость снижения запаса толщины на коррозионный износ устанавливают из рассмотре- ния толщин, принимаемых при проектировании судов (табл. 3.3). В районах отсеков (танков, трюмов), предназначенных для нефти и билласта или только балласта и не имеюших окраски * Правила классификации и постройки морских судов. Регистр СССР. Л., 1981. С. 516. 31
или другой противокоррозионной защиты, толщины наружной общивки должны быть увеличены на 1,5 мм. Увеличение толщины наружной обшивки в грузовых помещениях, предназначенных для систематической перевозки химически активных грузов, является предметом специального рассмотрения Регистром СССР. Толщины труб. Выбирают в зависимости от прочност- ных характеристик материала, диаметра d трубы и давления р в трубе по формуле s = sc | f> + с, где s« — dpl{2c ч> + р) (а — допускаемое нормальное напряжение, М1Та; <р —коэффициент прочности, принимаемый равным единице для бесшовных труб и одобренных сварных труб, признанных эквивалентными бесшов- ным); Ь — прибавка, мм, учитывающая утонение трубы при гибе {b = So, где —средний радиус гиби трубы, [мм); с — прибавка к толщине^на коррозию, мм (табл. 3.4). 3.3. ХАРАКТЕРНЫЕ ВИДЫ] КОРРОЗИИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ 3.3.1. Общие положения В связи с многообразием условий эксплуатации судовых кон- струкций, коррозия судна как единого сооружения не может быть оценена. Поэтому ниже приводятся общие данные о коррозии судовых конструкций независимо от типа и класса судна. Для всех типов и классов судов характерны контактная коррозия кон- струкций, коррозия сварных соединений, коррозия, появляю- щаяся в результате тепловой обработки металла конструкций. Ниже будет также рассмотрена коррозионно-усталостная проч- ность судовых конструкций. 3.3.2. Контактная коррозия На судах имеются конструкции, выполненные из разнородных металлов, эксплуатирующиеся в условиях контакта друг с дру- гом в морской воде и атмосфере. В таких соединениях усиленной коррозии подвержена та конструкция, металл которой имеет бо- лее отрицательный потенциал. Корр°зия> как правило, локали- зуется в зоне контакта. Ее распространение (зона действия) и интенсивность зависят от разности потенциалов между металлами конструкций, их поляризуемости, электропроводности среды, соотношения контактирующих поверхностей. Обобщенные данные о контактной коррозии представлены в табл. 3.5—3.8. Износ образцов при испытаниях определяют после снятия с них продуктов коррозии химическим или электрохимическим методом (см. приложения 2 и 3). 3.3.3. Коррозия сварных соединений Для соединения сварной шов —основной металл наиболее типична контактная коррозия. Основными причинами и факторами, вызывающими коррозию, являются: 32
различие в потенциалах и поляризационных характеристиках сварного шва и основного металла; изменения фазового и химического состава основного металла в зоне термического влияния; невозможность использования для каждого металла конструк- ции близкого к нему по составу сварочного материала; невозможность полного восстановления свойств металла ос- новы путем термической обработки. Опасность коррозии сварных соединений можно оценить с по- мощью данных табл. 3.9. Требования к средствам защиты от кор- розии устанавливаются с учетом данных табл. 3.10. Сварка конструкций из разнородных металлов вызывает кор- розию более анодного металла и сварного шва, если последний имеет более отрицательный потенциал, чем металл катода. В этом случае термическая обработка соединения после сварки не дает положительных результатов, так как катодная и анодная зоны, прилегающие к сварному шву, требуют различных режимов обра- ботки. Такие соединения не могут быть рекомендованы, если от- сутствуют надежные средства защиты от коррозии. Скорости кор- розии сварных соединений из сталей различных марок представ- лены в табл. 3.11. 3.3.4. Коррозия в результате тепловой обработки металла конструкций Тепловая обработка (гибка, правка, сварка, термообработка). широко применяемая в судостроительном производстве, влияет на состав, структуру, напряженность, физико-механические и другие свойства металлов и ориводит к изменению их электро- саарки на отношение скорости кор- розии в зоне термического влияния Яз. т. в к средней скорости корро- зии оснояюго металла /Сср (А/С3. т. р -- Кв. т. в^Кср) Для сталей марок 09Г2 (/), С (2), 10ХСНД (3). охлаждения металла после сварки w на Д Ка. т. в Для ста- лей марок 09Г2 (/), С (2), 10ХСЦД (3). 2 П/р Е. Я. Люблянского 33
последней иногда является фактором, ограничивающим возмож- ность применения металлов и влияющим на эксплуатационную надежность конструкций и судов в целом. Поэтому режимы тепло- вой обработки должны регламентироваться и с точки зрения макси- мального снижения коррозии. Ниже приводятся данные о роли тепловой обработки наиболее распространенных сталей. Влияние энергии сварки. Горячая правка, гибка, сварка корпусных низколегированных сталей марок 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1Д приводит к образованию бейнитно-мартенситной струк- туры, создающей электрохимическую неоднородность. С увеличе- нием погонной энергии сварки от 1000 до 9000 кал/см разность по- тенциалов Д<р з. т. в. между основным металлом и зоной термиче- ского влияния уменьшается от 60—80 до 10—15 мВ. При энергии более 3000 кал/см Дер з. т. в. с 20 мВ. Скорость коррозии в зоне термического влияния при неболь- шой погонной энергии может возрасти в 2—3 раза для сталей марок 09Г2 и С (рис. 3.1). Сталь марки 10ХСНД нечув- ствительна к тепловому воздействию с точки зрения коррозии. Влияние охлаждения. Ре- жимы охлаждения металла после тепловой обработки должны строго регламенти- роваться с учетом данных рис. 3.2. Влияние марганца. С ростом содержания марганца для низколегированных марганцовистых сталей характерна по- вышенная скорость коррозии в зоне термического влияния (рис. 3.3). & 1,6 US 1,1 1,5 1,5 Рис. 3.3. Влияние Мп иа ДКВ. г. в сталей при со- 3.3.5. Коррозионно-усталостная прочность Для основных корпусных сталей коррозионно-усталостная прочность соответствует данным, представленным в табл. 3.12. 3.4. КОРРОЗИЯ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ 3.4.1. Подводная часть стальных корпусов судов Коррозия корпуса судна определяет его эксплуатационную надежность в целом. Скорость и характер коррозии подводной части корпуса зависят от многочисленных причин. Подавляющее большинство судов имеет эффективные средства защиты. Для оценки их роли и правильного подхода к вопросам защиты от коррозии ниже приводятся обобщенные данные о кор- розии подаодной части корпуса без защиты и с защитой. Скорость движения судов и характер воздействия потока мор- ской воды влияют на скорость коррозии корпусов судов, выпол- ненных из разных сталей, в пределах, указанных в табл. 3.13. 34
Данные по коррозии на основе опыта эксплуатации типичных групп судов, необходимые при проектировании, представлены в табл. 3.14- Сопряжения листов обшивки корпуса из различных марок сталей имеют коррозионный износ, характеризуемый данными табл. 3.14, а для типичных групп судов и различных районов корпуса —данными табл. 3.15. 3.4.2. Подводная часть алюминиевых корпусов судов Толщина обшивки алюминиевых корпусов судов невелика — в основном от 6 до 12 мм. Это налагает более высокие требования к оценке опасности коррозии и выбору средств защиты. На кор- розию алюминиевого корпуса оказывают влияние различные факторы, и прежде всего скорость движения судна, структура и гидродинамика потока морской воды, а также контакт корпуса с другими металлическими конструкциями, в которых алюминие- вые конструкции всегда являются анодами. Скорость движения судов с корпусами из алюминиевых спла- вов изменяется в широком интервале: от 10—15 м/с для обычных судов и катеров до 30—50 м/с для судов на подводных крыльях и воздушной подушке. Основные данные о коррозионной стой- кости алюминиевых сплавов представлены в табл. 3.16. Условия эксплуатации при отключении средств защиты от кор- розии и нарушении электроизоляции крыльевых устройств при- водят к резкому снижению эксплуатационной надежности судов вследствие интенсивной коррозии (см. табл. 3.16), которая носит, как правило, язвенный характер. 3-4-3. Винторулевой комплекс Отличительной особенностью винторулевого комплекса, вклю- чающего гребной вал с гребным винтом (рис. 3.4), рулевое устрой- ство (рис. 3.5), направляющую насадку (рис. 3.6), является работа в интенсивном потоке морской воды при больших знакоперемен- ных нагрузках. 2* 35
Рис. 3.5. Рулевое устройство. 1 — баллер руля; 2 — рабочие шейки баллера; S — втулки на медных сплавов; 4 — промежу- точная часть баллера; б — перо руля; б — штырь; 7 — втулка петли ахтерштевня. Для указанных конструкций наиболее опасными являются коррозионно-усталостные разрушения в переходных зонах и в зо- нах уплотнения (например, поз. 2, 6 и 10 на рис. 3.4, поз. 4, 6 на рис. 3.5). Наиболее опасные коррозионно-эрозионные разру- шения направляющих насадок в зоне 4 (см. рис. 3.6). Каждое изделие комплекса оказывает влияние на условия его эксплуатации и коррозионное состояние. 3.4.4. Гребные винты Гребные винты эксплуатируются в быстродаижущемся морском потоке под действием знакопеременных нагрузок. При отсутствии средств защиты от коррозии они могут быть подвержены корро- 86
зионно-эрозионным, кавитационным и коррозионно-усталостным повреждениям (рис. 3.7). Технические характеристики гребных винтов и сравнительные данные об эрозионном (гидроабразивном) износе металлов, при- меняемых для гребных винтов, представлены в табл. 3.17 и 3.18. 3.4.5. Гребные валы Гребные валы эксплуатируются в морской воде под воздей- ствием знакопеременных нагрузок. При отсутствии надежной гидроизоляции подвержены коррозионным и коррозионно-уста- лостным повреждениям (табл. 3.19). Технические характеристики гребных валов и характер их коррозионных повреждений ука- заны в табл. 3.20. Данные по усталостной и коррозионно-усталостной прочности металлов, применяемых для гребных валов, приведены в табл. 3.21—^.25. Напрессовка на валы латунных (бронзовых) втулок для всех сталей снижает усталостную прочность сталей в 1,6—3,1 раза. Чем выше прочность стали, тем влияние это значительнее. По- верхностное упрочнение обкаткой с напрессованными втулками повышает усталостную прочность на воздухе в 1,6—2,2 раза. Уровень усталостной прочности увеличивается с ростом проч- ности стали. 3-4.6. Дейдвудные трубы Материал сварных и литосварных дейдвудных труб — углеро- дистые и низколегированные стали марок ВМСтЗсп, С, 09Г2, 15,20,25Л, 08ГДНФЛ, 08ГДНЛ. Коррозия дейдвудных труб имеет язвенный характер. Скорость коррозии в различных районах — от 0,2 до 3,0 мм/год. При неплотной посадке латунных втулок на посадочных поясах дейдвудных труб может развиваться щелевая коррозия. 3.4.7.ГПерья рулей Материал перьев рулей —углеродистые и низколегированные стали марок ВМСтЗсп, 25Л, 35Л, 09Г2, 10ХСНД, 08ГДНФЛ, а также коррозионно-стойкие стали марок 08Н18Х10Т, 08Х17Н6Т и др. По способу изготовления перья рулей делятся на сварные, литосварные и литые. Эти конструкции подвержены усиленному воздействию потока морской воды, сбрасываемого с лопастей гребного винта. Углеродистые и низколегированные стали имеют язвенный характер коррозии; скорость коррозии —от 0,25 до 2,5 мм/год. Коррозионно-стойкие стали подвержены язвенной и питтинго- вой коррозии; скорость коррозии 0,2—2,0 мм/год. Участки перьев рулей, подвергаемые усиленной коррозии, показаны на рис. 3.8. 37
Рис. 3.8. Расположение коррозионных разрушений на перьях рулей. А и Б — точечная (со скоростью 0,1—0.2 нщ/гоД) и язвенная (0.3—1,0 нц/год) коррозна. 3.4.8- Баллеры рулей Баллеры рулей изготовляют из углеродистых, низколегиро- ванных и высоколегированных сталей марок, аналогичных при- меняемым для гребных валов (см. табл. 3.23), втулки биллеров — из медных сплавов (ЛМц58-2, БрАМц9-2 и др.). Баллеры (цельно- кованые) подвержены контактной и язвенной коррозии. Скорость корро- зии на различных участках (пис. 3.9) — от 0,7 до 5,0 мм/год. 3.4.9. Направляющие насадки Материал наоравляющих наса- док — углеродистые и низколеги- рованные стали марок ВМСтЗсп, Рис. 3.9. Расположение коррозионных разру- шений на баллерах рулей: а — с точечио-яз- веииой коррозией; б — с точечной коррозией А и Б — точечная (со скоростью 0,1—0,3 мн/rotf) и язвенная 0,5—1,4 мы^гол) коррозия 09Г2, 10ХСНД- Для внутренней поверхности или в зоне дей- ствия потока морской воды, сбрасываемого с лопастей винта, применяют коррозионно-стойкие стали марок 12Х18Н10Т, 08Х17Н6Т, 08Х22Н6Т или плакировку указанными сталями. Усиленным разрушениям подвержена внутренняя поверх- ность насадок из-за воздействия потока морской воды, контактной коррозии, а также катодного влияния винтов из медных сплавов 38
и высоколегированных сталей (табл. 3.26). Применение корро- зионно-стойких сталей для изготовления внутренней обшивки или среднего пояса в зоне действия иотока морской воды, сбрасы- ваемого лопастями виита, обусловлено низкой эрозионной стойкос- тью конструкционных сталей в условиях кавитации£(табл. 3.27). 3.4.10. Крыльевые устройства Материал, из которого изготовляют крыльевые устройства, .— коррозионно-стойкая высоколегированная сталь марок 12Х18Н10Т, 09Х17Н7Ю, 08Х17Н6Т. Крыльевые устройства судов на подводных крыльях эксплуа- тируются в движущейся морской воде (скорость омывающего по- тока до 100 м/с), под действием знакопеременных нагрузок. Коррозионно-стойкие высоколегированные стали в спокойной морской воде склонны к язвенно-точечной и щелевой коррозии, Вид сверху Рис. 3.10. Расположение трещин на крыльевых устройствах судов при нарушении технологических режимов и нерациональном кон- струировании: а — трещины после 3000—6500 ч ходового времени (I = 90^-400 мм); б — трещины длиной 120—600 мм (показаны вол- нистой линией) для стали I2X18H10T. 39
скорость которой составляет от 0,1 до 3,0 мм/год. Высоколегиро- ванные стали в морской воде применяются в сочетании с электро- химической защитой. Высоколегированные стали в состоянии поставки не склонны к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию в морской воде. При нарушении режима сварки, правки и других тепловых технологических процессов возможна склонность к меж- кристаллитной коррозии. Данные по эрозионной стойкости, уста- лостной и коррозионно-усталостной прочности высоколегирован- ных сталей в исходном состоянии и под влиянием ряда технологи- ческих факторов представлены в табл. 3.28 и 3.29. Ошибки при проектировании и изготовлении крыльевых устрой- ств приводят к коррозионно-усталостным трещинам в зонах, указанных на рис. 3.10. 3.4.11. Палубные перекрытия Настил верхней палубы подвержен коррозионному воздей- ствию морской атмосферы, атмосферных осадков, брызг морской и мытьевой (морской) воды. В зависимости от конструктивного исполнения, назначения палубы, размещения на ней судовых кон- струкций и оборудования коррозионное состояние отдельных райо- нов (участков) палуб может существенно различаться. Наиболее усиленной корррозии подвержены труднодоступные места, где могут скапливатьси морская вода, атмосферные осадки, конденси- руемая влага. Контактной коррозии могут быть подвержены со- пряженные конструкции из разнородных металлов, например алюминиевые конструкции (надстройки), не изолированные от стальных конструкций. Повышенная температура поверхности палубы в районе ма- шино-котельного отделения также приводит к усиленной ее кор- розии. Промежуточные палубы, за исключением их застойных зон, подвержены более равномерной и менее интенсивной коррозии, так как отсутствует периодическое влияние морской воды и атмо- сферных осадков. Основными факторами, вызывающими корро- зию, являются повышенная температура и влажность. При неоптимальном конструировании и недостаточной эф- фективности средств защиты от коррозии наблюдаются корро- зионные износы (табл. 3.30). Характерные районы коррозии и ее скорости показаны на рис. 3.11. 3.4.12. Внутрикорпусные конструкции Коррозионное состояние внутрикорпусных конструкций оп- ределяется их назначением и условиями эксплуатации. Износ горизонтальных поверхностей внутрикорпусных конструкций ана- 40
в) Рис. 3.11. Расположение коррозионных разрушений на 1лавной (в), верх- ней (б), шлюпочной (в) палубах и верхнем мостине (г). логичен износу настила промежуточных палуб. Основные доступ- ные участки конструкций подвергаются равномерной коррозии, скорость которой составляет 0,05—0,10 мм/год. В застойных зо- нах скорость язвенной коррозии—0,3—0,7 мм/год. Переборки внутрикорпусных конструкций имеют равномер- ный характер коррозии, скорость которой составляет: в жилых и служебных помещениях 0,05—0,15 мм/год; в санитарно-бытовых помещениях 0,15—0,35; в труднодоступных местах 0,15—0,25; в рыбных цехах 0,15—0,50 мм/год Данные о коррозии грузовых, грузобалластных и балластных танков, цистерн, отсеков судов представлены в и. 7.6. 41
3.5. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И ОБРАСТАНИЯ. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НИМ В судостроении, морском и рыбопромысловом флоте приме- няются методы защиты от коррозионных разрушений, показанные на рис. 3.12. Для защиты от обрастания используют специальные противообрастающие покрытия и физико-химические методы, основанные на изменении свойств морской воды на границе металл—электролит путем введения в нее веществ, являющихся для микроорганизмов токсичными или отпугивающими. Безотносительно к возможностям каждого из методов можно выделить следующие обобщенные требования к ним, обеспечи- вающие: эксплуатационную надежность судов, судовых конструкций и изделий путем снижения общей скорости коррозии до допусти- мой величины, предотвращение избирательного характера кор- розии, коррозионно-эрозионных и коррозионно-механических ви- дов разрушения; срок службы защиты судовых конструкций не менее одного междокового периода и при периодическом возобновлении средств защиты до проектного срока службы судов, судовых конструк- ций и изделий; возможность совмещения различных методов защиты —при- менения комплексных методов защиты —для достижения тре- буемого снижения или предотвращения коррозии: Рис. 3.12. Классификация методов защиты от коррозии. 42
доступность, технологичность и простоту осуществления мето- дов и средств защиты при строительстве, эксплуатации и ремонте судов; снижение металлоемкости, трудоемкости постройки и повыше- ние длительности эксплуатационного периода судов; сохранение проектной скорости судов и снижение расхода топлива; возможность использования новых прогрессивных судострои- тельных металлов и сплавов, создание принципиально новых су- пов и средств освоения Мирового океана —стационарных, пла- вучих, в том числе глубоководных, судов, сооружений и аппара- тов для поиска и добычи природных ресурсов; высокую технико-экономическую эффективность защиты от коррозии и повышение рентабельности эксплуатации судов. 4. СУДОВЫЕ ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ 4.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НИМ В судостроении и судоремонте используется широкий ассорти- мент систем лакокрасочных покрытий. Это обусловлено сложными и разнообразными условиями эксплуатации судов, отдельных су- довых конструкций, различным назначением лакокрасочных по- крытий, разнообразием коррозионных сред, необходимостью ис- пользования покрытий различного цвета и др. Судовые лакокрасочные покрытия классифицируют по назна- чению, области применения, условиям эксплуатации конструк- ций, горючести и цвету. По назначению судовые лакокрасочные покрытия можно разделить на три основные группы: противокоррозионные, противообрастающие, покрывные. Противокоррозионные покрытия должны быть надежной и долговечной защитой судовых конструкций от коррозии в различ- ных средах, совмещаться с другими средствами противокорро- зионной защиты (электрохимической защитой, ингибиторами, смазкой, инертными газами), быть ремонтопригодными и стой- кими в условиях скоростного потока воды, сочетаться с противо- обрастающими покрытиями, иметь хорошую адгезию к грунтов- кам. Противообрастающие покрытия должны обеспечивать надеж- ную и долговечную защиту подводной части корпусов судов от обрастания, быть ремонтопригодными и стойкими в условиях скоростного потока воды, иметь хорошую адгезию к противо- коррозионным покрытиям, удовлетворять требованиям охраны окружающей среды от загрязнения. 43
Покрывные эмали должны иметь высокие противокоррозион- ные и декоративные свойства, а также обладать в отдельных слу- чаях дополнительными специальными свойствами, в том числе: износостойкостью, химической и биологической стойкостью, масло- и бензостойкостью, отмываемостью от специфических загрязне- ний, антистатическими свойствами, негорючестью, термостойко- стью, теплоотражающими свойствами, токовроводимостью, хо- лодоустойчивостью, противообледенительными свойствами, элек- троизолирующими свойствами, свойствами противоскольжения, низкой шероховатостью и др. Кроме того, ко всем видам лакокрасочных покрытий предъ- являются требования взрыве -и пожаробезопасности, пониженной токсичности, высокой технологичности, возможности механизи- рованного нанесения. По области применения судовые лакокрасочные покрытия можно разделить на четыре основные группы: для подводной части корпуса и района переменной ватер- линии; для надводной части судов, подвергающейся воздействию морской атмосферы; для жилых и служебных помещений; для внутренних цистерн различного назначения (балласт- ных, топливных, масляных, питьевой воды, грузовых танков нефте- наливных судов, коффердамов и т. п.). Покрытия указанных четырех групп, в свою очередь, под- разделяются на подгруппы в зависимости от материала, из которого изготовлена судовая конструкция. При назначении систем окра- шивания следует учитывать специфику окрашиваемого материала. По условиям эксплуатации лакокрасочные по- крытия должны выбираться с учетом двух основных эксплуата- ционных факторов: агрессивности среды, специфических особен- ностей отдельных типов судов. К числу основных сред, воздействующих на судовые лако- красочные покрытия, относятся морская и пресная вода; нефте- продукты, различные химикаты, сыпучие грузы, морская и про- мышленная атмосфера; атмосфера жилых и служебных помещений. При выборе покрытий наряду с видом коррозионной среды должны учитываться и количественные показатели агрессивности среды и другие факторы, в том числе: температура и перепады тем- пературы, влажность, pH, химический состав, соленость и элек- тропроводность воды, продолж1ггельность и спектр солнечной радиации, продолжительность увлажнения, воздействие биоло- гических факторов, механические воздействия. Исходя из этого выбирают наиболее эффективные лакокрасоч- ные покрытия для отдельных типов судов со специфическими осо- бенностями эксплуатации (табл. 4.1), например для нефтеналив- ных судов, судов для перевозки пищевых продуктов, судов для перевозки сыпучих грузов, судов для перевозки колесной техники. 44
промысловых судов, судов с динамическими принципами под- держания и др. По горючести судовые лакокрасочные покрытия под- разделяются на три группы: сгораемые, когда температура воспламенения покрытия ниже 750 °C. Эти покрытия, воспламенившись, продолжают гореть или тлеть после удаления источника пламени. К их числу отно- сятся покрытия на основе алкидных, масляных, полиуретановых, эпоксидных и других материалов; трудносгораемые, имеющие температуру воспламенения ниже 750 °C, ио в отличие от сгораемых покрытий они горят, тлеют или обугливаются, только если есть посторонний источник пла- мени, и перестают гореть или тлеть после его удаления. К их числу относятся покрытия на основе эмалей ПФ-218. КО-42. КО-813 и др.; несгораемые, когда покрытия при нагревании до 750 °C не горят и не выделяют летучих газов в количестве, достаточном для их воспламенения. Это цинк-силикатные и некоторые кремний- органические покрытия. Цвет лакокрасочных покрытий выбирают с учетом следующих основных требований: выполнения отличитель- ных и сигнальных функций, улучшения условий труда и благо- приятного воздействия на нервно-психическое состояние людей, создания оптимальной освещенности. 4.2. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 4.2.1. Классификация лакокрасочных материалов Судовые лакокрасочные материалы классифицируют по типу пленкообразующей основы, назначению и консистенции. По типу пленкообразующей основы лако- красочные матер налы разделяют на группы, указанные в табл. 4.2. Основные преимущества и недостатки пленкообразователей неко- торых типов приведены в табл. 4.3. В зависимости от назначения лакокрасоч- ные материалы делятся на грунтовки, шпатлевки и эмали (краски). По консистенции лакокрасочные материалы разделя- ют на жидкотекучие, тиксотропные, высокоструктурированные и твердые. Маркировку лакокрасочных материалов производят следую- щим образом. Вид лакокрасочного материала обозначают словом «грунтовка», «краска», «шпатлевка» и т. п,; к нему добавляют две буквы, обозначающие пленкообразующую основу (см. табл. 4.2)- Затем цифрами указывают группу условий эксплуа- тации покрытия (см. табл. 4.1) и порядковый номер из двух или трех цифр, присвоенный материалу. К некоторым маркам добав- 45
ляют буквенные обозначения, указывающие цвет материала, на- пример ФЛ-ОЗК (коричневая), или условия эксплуатации, на- пример ЭП-09Т (тропики). 4.2.2. Основные компоненты лакокрасочных материалов Для приготовления лакокрасочных материалов используют различные компоненты. Лаки —растворы смол в летучих растворителях. При нане- сении лака на поверхность растворитель улетучивается, а нелету- чая часть образует пленку. Для придания пленке нужного цвета в лак вводит органический краситель. При введении в лак пиг- мента получается эмаль. Лаки делятся на группы в зависимости от пленкообразователя: алкидные, алкидно-стирольные, битумные, кремнийорганические, масляные, пентафталевые и др. Перечень лаков, применяемых для приготовления судовых лакокрасочных материалов, приве- ден в табл. 4.4. Олифы—растительные масла, обработанные особым спо- собом. Пленка таких масел, нанесенных на поверхность тон- ким слоем, под влиянием света и кислорода воздуха подвергается внутренним изменениям и отвердевает. Олифы, выпускаемые промышленностью, изготовляют из ра- стительных масел и органических продуктов. В зависимости от состава различают олифы: натуральные, уплотненные, синтетические и синтетические модифицированные. В судостроении и в судоремонте рекомендуются к применению натуральные олифы и некоторые из олиф, относящихся к под- классу уплотненных (льняные, тунговые, касторовые, лыюхлоп- ковые и др.). Из натуральных олиф следует использовать олифы на льняном или конопляном масле. Пигменты — сухие красящие вещества минерального происхождения, не растворяющиеся в связующем. Пигменты вво- дят в состав грунтовок, шпатлевок, подмазок, красок, эмалей и мастик, чтобы прядать им нужный цвет. Вместе с тем пигменты влияют и на физические свойства покрытия. Они повышают твер- дость и прочность покрытия, уменьшают его водопроницаемость, оказывают влияние на высыхание пленкообразующей основы. Такой пигмент, как окись цинка, поглощает ультрафиолетовые лучи, защищая этим пленку от чрезмерно быстрого старения и разрушения. Искусственные пигменты —литопонные, свинцовые, титано- вые, цинковые белила, свинцовый сурик, свинцовый и цинко- вый крон, железную лазурь (милори), ультрамарин, искусствен- ную киноварь и другие — получают путем специальной химиче- ской обработки сырья. О качестве пигментов судят по таким их свойствам, как хими- ческий состав, цвет, светостойкость, укрывистость, интенсивность 46
(красящая способность), степень измельчения (тонкость помола), маслоемкость, растворимость в воде, способность противостоять действию кислот, щелочей, сероводорода. Наполнители — инертные вещества, вводимые в краски для снижения расхода пигментов, а также для улучшения противо- коррозионных свойств некоторых красок. В краски, используемые на судостроительных заводах, нельзя вводить мел, каолин, легкий шпат, ракушечник, ухудшающие антикоррозионные свойства красок. Можно применять слюду, тальк, микроасбест, в отдельных случаях тяжелый шпат. Пластификаторы, или смягчители, — ве- щества, добавка которых в пленкообразующую основу повышает эластичность пленок лаков или красок. В качестве пластификато- ров применяют растительные масла невысыхающего типа, хими- ческие соединения с высокой температурой кипения или смолооб- разные вещества. Пластификаторы должны хорошо совмещаться с пленкообразующей основой н не изменять цвета под влиянием солнечных лучей. Отвердители — специальные соединения, введение ко- торых способствует образованию пленок у определенных сортов лаков или красок. В судостроении применяют следующие отверди- тели: дигликольуретан (ДГУ) — вводят в краски на основе поли- эфирных, уретановых и других смол; днизоцианаты, изоцианаты, кетимины, малеиновый ангидрид; отвердитель № 1 (50 %-ный раствор гексаметилендиамина в этиловом спирте, вводят в эпок- сидные смолы, лаки, краски); полиэтиленполиамин (вводят в эпок- сидные смолы); полиамиды. Растворители — органические летучие жидкости, спо- собные растворить пленкообразующую основу лака или краски. Вводят для придания лакам и краскам такой вязкости, при кото- рой их можно наносить на окрашиваемую поверхность тонким равномерным слоем кистью, краскораспылителем, облива- нием и т. п. После окраски раствпритель улетучивается из пленки. Среди растворителей различают активные растворители и раз- бавители или разжижители. Активными растворителями называют такие, которые непо- средственно растворяют пленкообразующую основу. Разбавители и разжижители — вещества, не растворяющие пленкообразую- щую основу. Их применяют в сочетании с активными раствори- телями для разведения красок до рабочей вязкости. Одно и то же вещество, например ацетон, спирт, скипидар, может быть раство- рителемдля одних пленкообразующих и разбавителем для других. Поэтому сильно загустевшие лаки, краски, эмали вначале необ- ходимо развести растворителем, и после этого довести до нужной вязкости разбавителем или разжижителем. Количество последних в лакокрасочных материалах ие должно превышать 6—8 %. Введение больших количеств может вызвать выпадение смолы и 47
ппрчу материалов. Состав некоторых растворителей, применяемых для разбавления грунтовок и эмалей, приведен в табл. 4.5. Для разбавления лаков и красок используют смеси из различ- ных разбавителей вместо одного разбавителя в чистом виде, что обеспечивает лучшее качество пленки. Чрезмерно быстрое испарение растворителей может явиться причиной образования на поверхности пленки пузырей, большого количества пор, возникновения в ней больших внутренних на- пряжений, вызывающих появление трещин или побеление. Все это сопровождается уменьшением прочности и ухудшением ад- гезии пленки к поверхности. В судостроении из числа особо вредных растворителей запре- щается применение следующих: бензола, дихлорэтана, метило- вого спирта, трихлорэтилена. Сиккативы — вещества, ускоряющие высыхание растительных масел и лакокрасочных материалов, содержащих эти масла. Наибольшая скорость высыхания растительных масел и матери- алов, содержащих масла, наблюдается при вполне определенном оптимальном количестве сиккатива. Введение сиккатива в боль- ших количествах оказывает отрицательное влияние на качество покрытия. Многие пигменты сами являются ускорителями высыхания масел (например, свинцовый сурик, свинцовые белила, умбра), поэтому при определении количества сиккатива необходимо учи- тывать наличие их в краске. Сиккативы различают по металлу, входящему в их состав (свинцовые, кобальтовые, марганцевые, кальциевые, свинцово- марганцевые); по типу кислот, используемых при изготоалении (смоляные, жирные, нафтеновые), и по способу изготовления сик- кативов (осажденные, плавленые). В готовых к употреблению красках, олифах и лаках, содержа- щих масла, за редким исключением, сиккативы введены в нужном количестве, поэтому добавлять их в такие материалы не следует. Нельзя вводить сиккатины в лакокрасочные материалы, не содер- жащие масел, например в спиртовые лаки, нитроцеллюлозные эмали, краски эмульсионного типа. Светлые сиккативы рекомендуется применять при работе с белыми и светлыми красками и лаками; темные сиккативы при- дают^этим материалам другой оттенок. 4.2.3. Грунтовки Лакокрасочные материалы наносятся на защищаемую поверх- ность, как правило, по системам, состоящим из нескольких слоев грунтовок и эмалей, иногда разнородных по пленкообразующей основе. Основное назначение грунтовки обеспечение хорошей адгезии между подложкой (поверхностью защищаемого металла) и покрытием, поэтому особая роль отводится химическому составу пленкообразующей основы. 48
Свойства грунтовок определяются их составом: пленкообразо- вателем, видом пигментов и наполнителей, а также характером вводимых специальных добавок. В судостроении грунтовки классифапируют по роду окрашива- емых поверхностей: для металлов (сталей, легких и цветных ме- таллов и сплавов), дерева, стеклопластика и пластмасс. Грунтовки для металлов разделяют на четыре основные группы: изолирующие, пассивирующие, фосфатирующие, протекторные. Изолирующие, или химически н е а к т йе- ны е, грунтовки. Их готовят на основе инертных пигментов и паиолнителей, которые оказывают лишь экранирующее дейст- вие, создавая диффузионные препятствия для проникающей в по- крытие агрессивной среды. К ним относятся грунтовочные покры- тия, содержащие в качестве пигментов сурик, цинковые белила, железоокисный пигмент и др. Большинство изолирующих грунто- вок обеспечивает защиту на непродолжительный срок, пока влага и кислород не достигли поверхности металла. Из числа изолиру- ющих грунтовок в судостроении применяется алкидио-стироль- ная грунтовка МС-067. Пассивирующие грунтовки. 11ассивирующее действие пигментов сводится к образованию на защищаемой по- верхности адсорбционных или фазовых пассивных слоев, приводя- щих к торможению коррозионного процесса. В качестве пигментов в грунтовках этой группы используются свинцовый сурик, хро- маты цинка, фосфаты цинка и хрома и др. Как правило, пассиви- рующее действие грунтовок проявляется совместно с барьерным эффектом. К числу пассивирующих грунтовок относятся феноль- но-масляные ФЛ-ОЗК, ФЛ-ОЗЖ. эпоксидные ЭП-00-10, Б-ЭП-0126, Б-ЭП-0147. Фосфатирующие грунтовки. При нанесении грунтовок этого типа образуется фосфатная пленка, улучшающая пассивацию металла и адгезию последующих слоев покрытия. Во многих случаях, применяя фосфатирующие грунтовки, мо- жно исключить предварительное фосфатирование поверхности. К числу фосфатирующих грунтовок относятся ВЛ-02, ВЛ-05, ВЛ-023, в состав которых входят поливинилбутираль, хроматы цинка и фосфорная кислота. Протекторные грунтовки. Защитное действие эгих грунтовок объясняется тем, что частицы пигмента, имеющие более электроотрицвтельный потенциал, выполняют функцию анодов, т. е., растворяясь, электрохимически защищают окра- шенный металл. В качестве пигментов используется цинковая и алюминиевая пыль. К числу' таких грунтовок относится цинк- силикатная грунтовка «Силикацинк-01». По назначению грунтовки делят на две основные группы: для защиты металла на межоперационный период; под различные эмали для окрашивания судовых кон- струкций. 49
Перечень и основные технические характеристики судовых грунтовок приведены в табл. 4.7 и 4.8. Особую группу составляют грунтовки — модификаторы ржав- чины (см. и. 4.3.1.2). «.2.4. Шпатлевки Шпатлевками называют густые пасты, состоящие из пленко- образующей основы, наполнителей и пигмента. Их применяют для устранения неровностей и исправления таких дефектов как вмятины, раковины на окрашиваемой поверхности или царапины на загрунтованной поверхности. В зависимости от пленкообразу- ющей основы различают лаковые, масляные, глифталевые, нит- роцеллюлозные, эпоксидные и другие шпатлевки. Шпатлевки в отличие от красок содержат меньше пленкообра- зующей основы, хорошо шлифуются. При избытке основы шпат- левка плохо сохнет, с трудом поддается шлифовке, при недостатке становится хрупкой, слабоводостойкой. В судостроении нельзя использовать шпатлевки на водораство- римых пленкообразующих основах (клеевые, казеиновые). Пере- чень шпатлевок, применяемых в судостроении, приведен в табл. 4.6. 4.2.5. Эмали и краски Судовые эмали и краски по назначению могут быть разделены на следующие группы: эмали для защиты подводной части судов от коррозии; эмали для защиты подводной части судов от обрастания; эмали для защиты района переменной ватерлинии от коррозии и обрастания; эмали для защиты от коррозии надводного борта и надстроек; эмали для защиты от коррозии палуб; эмали для защиты от коррозии жилых и служебных помещений; эмали и краски для защиты от коррозии цистерн различ- ного назначения. Перечни и основные технические характеристики судовых эмалей и красок приведены в табл. 4.9—4.15. 4.3. ТЕХНОЛОГИЯ ОКРАСОЧНЫХ РАБОТ 4.3.1. Подготовка поверхности под окраску Чтобы получить качественное лакокрасочное покрытие, необходимо хорошо подготовить поверхность под окраску: уда- лить продукты коррозии (окалину, ржавчину), устранить дефекты поверхности (заусенцы, острые кромки, остатки флюса и капли металла после сварки и пр.), обезжирить и отшлифовать окраши- ваемую поверхность. Особенно тщательно следует удалить про- дукты коррозии, обусловливающие электрохимически неоднород- ную поверхность, что приводит к интенсивным коррозионным раз- рушениям. 50
Для подготовки металлической поверхности под окраску ис- пользуют механические, химические и электрохимические методы очистки. Термический способ очистки в настоящее время не исполь- зуется вследствие его пожароопасности и низкого качества под- готовки поверхности. 4.3.1.1. Механическая очистка Подготовку поверхности под окрашивание механическими ме- тодами осуществляют с помощью: специальных установок (дробе- метных, дробеструйных, гидравлических, гидропескоструйных); механизированного ручного инструмента; немеханизированного ручного инструмента. Наиболее прогрессивны дробеметная и дробеструйная очистка поверхности под окрашивание. В табл. 4.17 показано влияние способа подготовки поверхности конструкций из сталей марок СтЗ и Ст4 на адгезию лакокрасочных покрытий, определенную методом отрыва. ''Дробеметная очистка листов и профильного металла в стационарных условиях заключается в том, что метал- лическая дробь с помощью специального рабочего колеса, враща- ющегося с частотой 2000—3000 об/мин, выбрасывается веерообраз- ным потоком на поверхность очищаемых изделий. Ударяясь о нее с большой силой (скорость дроби составляет 50—90 м/с), дробь разрыхляет и удаляет окалину, ржавчину и другие загряз- нения. Особенно эффективен этот способ при очистке толстых ли- стов, у которых слой окалины достигает 1 мм и более. робеструйная очистка осуществляется сталь- ной или чугунной дробью, подаваемой с большой скоростью (до 80 м/с) под действием струи сжатого воздуха. Дробеструйные аппараты могут использоваться как в цеховых условиях для очи- стки металла в листах и секциях, так и непосредственно на судне (на стапеле, в доке). Отдельные дробеструйные аппараты с помо- щью комплекта сменных рабочих головок позволяют очищать углы конструкций, кромки листов и профиля, гофрированные по- верхности И Т. II. Для дробеметной и дробеструйной очистки судостроительного проката и судовых конструкций используется, как правило, чу- гунная колотая (ДЧК) и литая (ДЧЛ) дробь. Реже применяется стальная колотая (ДСК), литая (ДСЛ) и рубленая (ДСР) дробь. Стальная дробь по технико-экономическим показателям превосхо- дит чугунную, обладает большей вязкостью и долговечностью, но более дефицитна. Применение дроби видов ДЧК, ДЧЛ, ДСК и ДСР приводит к несколько повышенной шероховатости поверхности и, соот- ветственно, к повышению расхода лакокрасочных материалов и снижению защитных свойств покрытия. Оптимальная шерохова- тость (Rtnzx — 404-50 мкм) достигается при использовании дроби 51
ДСЛ. При этом существенно увеличивается срок службы рабочих лопаток и сопел дробеметных и дробеструйных аппаратов. Для дробеметной и дробеструйной очистки судостроительных корпусных сталей применяется дробь номеров 05; 08; 1; 1,2; 1,5; 2. Дробь более мелкой грануляции не удаляет окалину пол- ностью, а более крупная создает поверх- ность с большой шероховатостью Иногда взамен металлической дроби могут ис- пользоваться шлаки литейного производ- ства, кварцевый песок, стеклянная дробь, коруид и другие материалы. Технические характеристики линий дробеметной очистки и грунтования ли- стового профильного проката приведены в табл. 4.16. Основные параметры линий дробеметной очистки приведены в табл. 4.18. Нормы расхода дроби на 1 м2 очи- щаемой поверхности указаны в табл. 4.19. Очистку судовых секций, блоков и кпрпусных конструкций на стапеле и в доке осуществляют с помощью дробе- Рис 4.1 Беспыльныйдро- струйных’установок; наиболее распрост- беструйный аппарат раненного беспыльного передвижного ап- «Каскад». парата «Каскзд» (табл. 4.20) с замкнутой циркуляцией и автоматической пересып- кой дроби (рис. 4.1) и передвижной дробеметной установки типа ДДУ-2 производительностью до 60 ма/ч для очистки днищевых и бортовых поверхностей корпуса судна в доке. Совершенствуются высокопроизводительные дробеструйные уста- новки с открытой струей дроби производительностью до Рис 4.2 ЗачиС|нь№ машины «Волна» (с.1 и «Fpm* (б) 30 ма/ч (АД-150М, 334М, 392М, 393М и Др.). Получили некоторое распространение зарубежные передвижные дробеметные («Маг- стар», «Бластрэк») и дробеструйные («Прожекта», «Ваку Бласт», «Клемко», «Атлас Копко и др.) установки, оснащенные, как правило, устройством для сбора и регенерации дроби 52
Если применение дробеструйных установок невозможно или нецелесообразно (труднодоступные места, обработка небольших участков), очистку поверхности производят ручным механизиро- ванным инструментом (рис. 4 2—4.4, табл. 4.21). После обработки поверхности металлическими щетками, машинками, молотками и ручным иемеханизированным инструментом необходимо удалить пыль с помощью пылесоса. В случае невозможности использования механизированного инструмента применяют ручной инструмент (стамески, скребки, шпатели, щетки, молотки). Гидравлическая очистка заключается в об- работке поверхности струей воды, подаваемой под давлением до Рис 4 3. Зачистная машина УПМ-1М Рис. 4 4 Зачистные машины марок УЗМ-100. УЗМ-150, УЗМ-200 70 МПа. Этот способ используется главным образом в судоремонте для очистки подводной части корпуса и района переменной ва- терлинии от обрастания и непрочно держащегося лакокрасоч- ного покрытия. На судоремонтных заводах для гидравлической очистки судов применяются в большинстве случаев установки типа «Вома-ав- томат» различных|моделей. Зарубежные автоматизированные ус- тановки гидравлической очистки позволяют полностью исключить ручной труд («Магпомат», «Рюк-Цук докмастер» и пр.). Несмотря на большую производительность гидравлических установок (до 200 м2/ч), качество подготовки поверхности под окраску этим способом и адгезия лакокрасочного покрытия зна- чительно ниже, чем в случае дробеструйной подготовки. Гидро пескоструй пая очистка заключается в подаче абразивного материала в высоконапорную струю воды гидравлической установки. В этом случае с очищаемой поверхности удаляются любые загрязнения и может производиться очистка до металла. Недостатками гидропескоструйного способа являются быст- рое ржавление металла после очистки и необходимость удаления большого количества мокрого песка. При гидропескоструйной 53
и гидравлической очистке рекомендуется добавлять в воду ин- гибитор коррозии, чтобы замедлить образование ржавчины на очищенной поверхности. 4.3.1.2. Химическая и электрохимическая очистка К числу способов химической и электрохимической очистки относятся: обезжиривание, травление, удаление старых покрытий с помощью смывок, применение модификаторов ржавчины. В процессе обезжиривания с очищаемой поверхности удаляются различные загрязнения органического происхождения: масла, смазки, остатки шлифовальных и полировальных паст и т. п. В качестве обезжиривающих составов применяют органические растворители, эмульсии растворителей в воде, водные моющие растворы кислотного и щелочного типов. Механизм удаления жировых загрязнений в зависимости от используемых моющих составов заключается в физическом рас- творении загрязнения, химическом его преобразовании в раствори- мые формы, омылении, эмульгировании, ослаблении связей за- грязнения с поверхностью. Хорошими моющими свойствами обладают органические рас- творители: нефтяные (бензин-растворитель, уайт-спирит), аромати- ческие и хлорированные углеводороды, кетоны, спирты, сложные эфиры. Наибольшее распространение из органических растворителей в судостроении и судоремонте получили уайт-спирнт и бензин- растворитель, хорошо удаляющие минеральные масла, конси- стентные смазки, консервационные составы. Существенным их недостатком являются токсичность и пожароопасность, поэтому в последнее время все шире применяются водные моющие растворы. Щелочные моющие растворы («Вимол», «Импульс», «Лабомид 101», «Лабомид 203», «Вертолин 74Б», МС-6 и МС-8 и др.) •обладают хорошей моющей способностью, однако в случае под- готовки поверхности иод окраску менее эффективны, чем растворы кислотного типа: при использовании кислых моющих растворов вместе с жировыми загрязнениями удаляются тонкие окисные пленки, кроме того, очистка в кислой среде хорошо совмещается с процессами фосфатирования и хроматирования. Для механизации процесса обезжиривания наружных и внут- ренних поверхностей корпусных конструкций большой площади может быть использована установка «Линь-М». Принцип действия установки состоит в удалении загрязнений парожидкостной сме- сью водного моющего раствора и одновременном механическом и гидравлическом воздействии. Технические характеристики уста- новки «Линь-М» приведены ниже: Производительность, м®/ч.......................... 30 Давление раствора, МПа............................. 4 Температура раствора, °C......................... 120 54
Длина шланга, м ........ ... 20 Масса, кг............... ... 80 Габариты, мм............ ... 3 блока по 500X 5004 1000 Обезжиривание поверхности перед нанесением цинконапол- ненных лакокрасочных материалов производится с немощью следующих моющих составов: «Силикацинка-3» — жидкого нат- риевого стекла, разбавленного водой в соотношении I : 4; КО-42 — бензина-растворителя; Б-ЖС-41 — бензина-растворителя или жидкого калиевого стекла, разбавленного водой в соотношении I : 2. Травление как метод очистки применяется в том слу- чае, когда удаление окалины и ржавчины невозможно или нецеле- сообразно другими методами, например при небольшой толщине или сложной конфигурации конструкции. Для удаления окислов железа методом травления обычно применяют серную или соля- ную кислоты с различными добавками. При травлекии стали в серной кислоте растворяются как окислы, так и металл, причем металл растворяется быстрее. Окалина разрушается в основном в результате выделения водо- рода, который отрывает слой окалины. Чтобы предотвратить перетравливание металла и его охрупчивание водородом, прони- кающим в поверхностные слои металла, используют различные ингибиторы. При применении соляной кислоты опасность пере- травливания металла уменьшается, качество поверхности стано- вится более высоким. Травление судостроительных корпусных сталей рекоменду- ется производить в растворах при режимах, указанных в табл. 4.22. Электрохимическое трааление позволяет ускорить процесс очистки и сократить расход кислот за счет уменьшения концен- трации травильных растворов. В качестве электролита при катодном травлении обычно используют смесь серной и соляной кислот. На катоде происходит разряд ионов водорода, которые, реагируя с окислами металла, восстанавливаются до атомов водорода. Газообразный водород оказывает механическое воздействие на пленку окислов, разрых- ляя ее и удаляя с поверхности катода. При таком травлении почти исключается опасность перетравливания металла. Однако при- менение катодного травления ограничено из-за заметного насы- щения водородом поверхностных слоев очищаемого металла. При анодном травлении окислы и окалина удаляются с по- верхности в результате растворения находящегося под ними ме- талла. При этом водородного насыщения не наблюдается, а очи- щенные поверхности приобретают легкую шероховатость, что улучшает адгезию лакокрасочных покрытий. Для очистки металла от окалины и ржавчины могут исполь- зоваться травильные кислотные пасты. В настоящее время они Б5
Находят ограниченное применение вследствие высокой трудоем- кости процесса и токсичности используемых материалов. Пасты наносят шпателем или краскораспылителем; после разрушения и отслаивания продуктов коррозии их вместе с пастой снимают с поверхности шпателем, скребком или другим удобным: в дан- ном случае инструментом- После очистки поверхность обяза- тельно обрабатывают пассивирующим раствором. В табл. 4.23 при- ведена рецептура двух распространенных составов травильных паст. Очистка с помощью с м ы в о к используется в том случае, когда нужно удалить старые лакокрасочные покрытия. Смывающие составы приготовляют на основе кислот, щелочей, солей, органических растворителей. Принцип действия смывок основан на диффузии активных компонентов (растворителей, кислот) в лакокрасочное покрытие, в результате чего происходят набухание, нарушение адгезии, разрушение и отслаивание покрытия. Смывки имеют сложную рецептуру и состоят обычно из активных растворителей, загу- стителей, замедлителей испарения, разрыхлителей, эмульгаторов и ингибиторов коррозии (табл. 4.24). Водоэмульсионные смывки состоят из тех же компонентов, диспергированных в воде. Преи- мущество водоэмульсионных смывок заключается в их пожаро- безопасности, хотя их моющая способность несколько ниже. В табл. 4.25 приводятся марки и состав наиболее распростра- ненных в судостроении и судоремонте смывок. Смывки могут наноситься кистью, шпателем, краскораспылите- лем, окунанием. Лакокрасочные покрытия после воздействия на них смывками удаляют струей воды, шпателем. Длительность об- работки покрытия изменяется в широких пределах — от несколь- ких минут до нескольких часов (в зависимости от типа пленко- образующего, толщины и состояния покрытия и марки смывки). Очистка с помощью модификаторов ржавчины основана на химическом взаимодействии компо- нентов преобразователя, главным образом ортофосфорной кислоты, с оксидами и гидроксидами железа, находящимися в слое ржав- чины. В результате образуется пленка, обладающая пассивирую- щими свойствами и имеющая относительно хорошую адгезию к металлу и к слою наносимых затем грунтовок или эмалей. Применение грунтовок—модификаторов ржавчины не может заменить качественной очистки металла перед нанесением лако- красочных материалов, так как в любом случае защитные свой- ства покрытия, нанесенного на ржавчине, даже обработанной модификатором, существенно снижаются по сравнению с покры- тием, нанесенным на хорошо очищенный металл. Поэтому ис- пользование грушовок—модификаторов ржавчины в судострое- нии допускается только для судовых конструкций, недоступных для тщательной очистки поверхности до метзлла. При этом тол- щина слоя ржавчины не должна превышать 100 мкм. Поверхности,
покрытые более толстыми слоями продуктов коррозии, предвари- тельно обрабатываются ручным или механизированным инстру- ментом. В табл. 4.26 приведены марки грунтовок — модификаторов ржавчины, получивших наибольшее распростра- нение в судостроении и судоремонте. 4.3.2. Нанесение лакокрасочных материалов 4.3.2.1. Подготовка лакокрасочных материалов Большинство лакокрасочных мате- риалов поставляется предприятиям в готовом к употреблению виде, однако некоторые из них, например масляные грунтовки 71,81, 83, этинолевые эмали, готовят на месте применения. В не- которые материалы перед нанесением необходимо вводить сиккативы, напри- мер в эмали ПФ-218, МС-17. Двух- или трехкомпонеитные мате- риалы поставляются комплектно и перед применением смешиваются в со- ответствующих соотношениях. После тщательного перемешивания компо- нентов определяют вязкость приготов- ленного материала и в случае необ- ходимости введением соответствующих растворителей доводят материал до рабочей вязкости. Рабочая вязкость различных эмалей в зависимости от метода нанесения приведена в табл. 4.27. В связи с тем что компоненты, вхо- дящие в состав двух- и трехкомпо- неитных материалов, химически взаи- модействуют друг с другом, срок год- ности приготовленных материалов ог- раничен и зависит от температуры окружающей среды. Данные по сроку годности лакокрасочных материалов представлены в табл. 4.28. Подготовка лакокрасочных мате- риалов включает в себя ряд техноло- гических операций с использованием средств технологического оснащения (табл. 4.29, 4.30). Образцы оборудо- вания для подготовки лакокрасочных Рис 4 5. Транспортная ie- лежка Т-01 (а), бочкокавто- ватель БК-01 (f>). бочкотраис- лортер БТ-01 (в) 5Z'
материалов «оказаны на рис. 4.5—4.8. Оснащение краскоприго- товительных участков вышеперечисленными средствами техно- логического оснащения позволяет сократить непроизводитель- Рис. 4.6. Перемешивающие "установки: стационарная МС-07 («) и передвижная МП-07 (б). Рис. 4.7. Раздаточный бак ПС-50. Рис. 4.8. Передвиж- ная насосная станция НП-10. ные затраты времени при проведении окрасочных работ при- близительно на 20 %, а также значительно улучшить условия труда рабочих. Повышение качества приготовления лакокрасоч- ных материалов способствует увеличению ресурса работы окра- сочного оборудования не менее чем на 20 %, а также улучшению защитной способности получаемых покрытий. 58
4.3.2.2. Способы нанесения материалов Для получения качественного лакокрасочного покрытия каж- дый материал необходимо наносить рекомендованным для него способом при использовании определенного оборудования и ре- жимов нанесения. В судостроении и судоремонте применяют сле- дующие способы нанесения покрытий: кистевое, пневматическое распыление, безвоздушное распыление, окунание, окрашивание в электрическом поле, электроосаиедение, напесение порошковых материалов. Кистевое нанесение лакокрасочных материалов достаточно распространено в судостроении и судоремонте. Основные преимущества этого способа — простота и нысокая адгезия ла- кокрасочного покрытия к защищаемой поверхности. Недостатки — высокая трудоемкость, тяжелые условия и непривлекательность труда рабочих. Различают кисти обычные и валиковые. К обычным кистям относятся: маховые, ручники круглые и плоские, трафаретные, филеночные круглые и плоские, флейцы круглые и плоские. Высококачественные кисти готовят из свиной щетины: они упру- гие, износоустойчивые, не сминаются при окрашивании. Приме- няются также кисти из искусственной щетины, особенно кисти крупного размера. Валиковые кисти позволяют увеличить производительность труда при окрашивании. Для их изготовления применяют ци- гейку, стриженую овчину, различные синтетические материалы Валиковые кисти могут быть прямыми, фигурными или фасонными, что позволяет окрашивать конструкции из труб, полособульба, уголков, тавра и т. п. Пневматическое распыление лакокрасочных материалов осуществляется при помощи струи сжатого воздуха, выходящего с большой скоростью из зазора головки краскорас- пылителя. При этом лакокрасочный материал, также поступающий в головку краскораспылителя, увлекается этой струей, дробится на мелкие частицы (аэрозоли) и направляется на окрашиваемую поверхность. Достигнув поверхности, основная масса частиц оса- ждается па ней, а другая уносится в сторону, образуя красочный туман. Размер частиц краски изменяется в диапазоне 6—80 мкм в зависимости от скорости воздушного потока, свойств материала и размеров зазоров распылителей головки. Использование пневматического распыления позволяет зна- чительно повысить производительность труда и получить достато- чно высококачественные покрытия. Недостатки этою способа заключаются в довольно больших потерях материалов (до 50 %), необходимости нанесения большого количества слоев вследствие низкой вязкости распыляемых материалов, пожаро- и взрыво- опасности и вредности окрасочных работ из-за большого содер- жания в материалах органических растворителей. 59
Типы пневматических краскораспылителей, применяемых в судостроении и судоремонте, и их технические характеристики приведены в табл. 4.31. Безвоздушное распыление лакокрасочных ма- териалов заключается в диспергировании их вследствие высоких скоростей истечения из узких щелевых зазоров. В отличие от пневматического распыления, при безвоздушном способе исключа- ется образование аэрозолей, что позволяет получить более четкий красочный факел, избавиться от туманообразования, сформировать более плотные по структуре покрытия. Рис. 4 9. Аппарат «Луч-2». Рис. 4.10. Установка «Спрут-М>. Безвоздушное распыление — прогрессивный способ окрашива- ния, к основным преимуществам которого относятся: возможность нанесения высоковязких материалов, и, следо- вательно, получения более толстых слоев покрытия; сокращение потерь материала на туманообразование; применение материалов с пониженным содержанием раствори- телей; снижение трудоемкости окрасочных работ вследствие высокой производительности установок и нанесения покрытий с уменьшен- ным количеством слоев; повышение качества лакокрасочных покрытий. Технические характеристики аппаратов и установок безвоз- душного распыления, применяемых в судостроении и судоре- монте, приведены в табл. 4.32. Технические характеристики и конструктивные особенности указанных аппаратов и установок определяются, главным обра- зом, их назначением: «Луч-2» (рис. 4.9) предназначен для нане- сения лакокрасочных материалов обычной вязкости; «Спрут-М» (рис. 4.10) — для нанесения тиксотропных материалов; «Тои-301» и «Тон-601» (рис. 4.11) —для нанесения двухкомпонентных без- растворительных эпоксидных материалов типа Б-ЭП; «Контур» (рис. 4.12) — для нанесения материалов с быстрооседающими пиг- ментами, например, цинкнаполненных. 60
Наряду с отечественными аппаратами и установками безвоз- душного распыления на судостроительных и судоремонтных заво- дах нашли применение импортные установки безвоздушного рас- пыления типов «Кинг», «Бульдог», «Гидра Кэт» (фир- ма «Грако», США), «Вива», «Вагнер» (фирма «Вагнер», ФРГ), «Экко Хейвдрин» (фирма «Атлас Колко», Шве- ция) и др. Окунание является наиболее простым и произ- водительным способом окра- шивания, не требующим сложного оборудования. Ок- рашиваемое изделие медлен- но погружают в ванну, за полненную лакокрасочным материалом, затем извлека- ют из нее и выдерживают над лотком для удаления избытка материала. Основные недостатки ме- тода — неравномерность по- крытия (наличие потеков, утолщений), невозможность применения быстросохнущих материалов. Окунанием мож- но наносить алкидные, би- тумные, масляные и другие материалы. Двухкомпонент- ные материалы, а также ма- териалы с ограниченной жиз- неспособностью окунанием наносить нельзя. Этот метод нанесения применяется при окраске труб вентиляции, якорных цепей и других изделий. Окрашивание в электрическом поле позво- Рис. 4.11 Установки «Тон-301 (о) и «Тон-601» (б). Рис. 4 12 Установка «Контур». ляет устранить основные недостатки пневматического распыления лакокрасочных материалов — большие потери материала и вредные усло- вия труда из-за большой концентрации в зоне окрашивания па- ров растворителей и красочного аэрозоля. Сущность процесса окрашивания в электрическом поле заключается в следующем. 61
Лакокрасочный материал подается в краскораспылительное устройство и дробится там за счет действия центробеж- ных сил, энергии сжатого воздуха или сил электриче- ского поля Распыленные и заряженные частицы перемещаются от краскораспылителя к заземленному изделию и осаждаются на его поверхности. Лакокрасочный материал заряжается, поступая на кромку краскораспылителя, подключенного к отрица- тельному полюсу источника тока высокого напряжения (60— 120 кВ). Метод окрашивания в электрическом поле является одним из наиболее экономичных, особенно для решетчатых конструкций и изделий сложной конфигурации, потери лакокрасочных мате- риалов при этом не превышают 5—7 %. Окрашивание произво- дится на стационарных установках в цеховых условиях. Основным недостатком этого способа является электро- и взрывоопасность процесса. В судостроении окрашивание в электрическом поле использу- ется ограниченно, главным образом для нанесения грунтовки МС-067 в линиях обработки судостроительного проката. Электроосаждение применяется для нанесения водоразбавляемых лакокрасочных материалов в электрическом поле постоянного тока. Одним электродом при этом является окра- шиваемое изделие, другим —металлический корпус ванны с ла- кокрасочным материалом или специальные металлические элект- роды, погружаемые в ванну. В зависимости от того, какой полюс источника тока (плюс или минус) подключается к окрашиваемому изделию, процесс электроосаждения называют анодным или ка- тодным. В промышленности, как правило, применяют анодное электро- осаждение покрытий. Частицы лакокрасочного материала с отри- цательным зарядом движутся к изделию (аноду) и осаждаются на нем в виде водонерастворимой пленки. Под влиянием электро- осмоса из пленки вытесняются молекулы воды, пленка обезво- живается и становится плотной. При окрашивании этим способом можно наносить только один слой лакокрасочного материала — непосредственно на металл. Окрашивание электроосаждением используется в судострое- нии незначительно в основном для деталей судового машиностро- ения и морского приборостроения. Нанесение порошковых материалов — относительно новый и перспективный метод окрашивания кон- струкций, получающий все большее распространение в промышлен- ности. развитых стран. Достоинством этого метода являются малые потери материала, отсутствие токсичных и взрыво-, пожароопас- ных растворителей, получение долговечных покрытий с высокими защитными свойствами. Порошковые краски могут наноситься различными способами: в псевдокицящем слое, электростатическим напылением, сочета- 62
ниемэтих двух способов, газопламенным и плазменным напылением с помощью ручных и автоматических установок. В судостроении и судоремонте порошковые полимерные мате- риалы используются пока незначительно, однако область их при- менения быстро расширяется. Особенно эффективно нанесение порошковых материалов (эпоксидных, полиэтилена, пентапласта и др.) па наружную и внутреннюю поверхность судовых трубо- проводов (см. п. 7.7). 4.3.2.3. Технологические особенности нанесения некоторых покрытий Масляные грунтовки имеют длительное время^высыхания, в процессе которого в пленке образуются свинцовые мыла, по- вышающие защитные свойства покрытия. Грунтовки следует на- носить отдельными участками по мере очистки конструкций в це- лях максимального увеличения срока сушки грунтовочного слоя, а следовательно, и повышения его прочности и стойкости. Возникающая в результате этого разнотонность не является ос- нованием для браковки покрытия. Грунтовки на поливинил ацетатной эмульсии (ЭВА-0112, ЭВА-01-ГИСИ) при нанесении на ржавую обезжиренную поверхность должны хорошо ее смачи- вать и растекаться ровным слоем. Перед нанесением этих грунто- вок при температуре выше 20 °C и относительной влажности воз- духа ниже 70 % поверхности металла необходимо увлажнить дис- тиллированной водой или конденсатом для улучшения смачивания грунтовками продуктов коррозии. Бакелитовые эмали (ФЛ-412, ФЛ-61) следует наносить по чистому металлу для обеспечения хорошей адгезии. Если окрашиваемая эмалью ФЛ-412 поверхность не будет в про- цессе эксплуатации подвергаться воздействию горячей воды или пара или будет эксплуатироваться в холодной и горячей воде попеременно, то перед началом эксплуатации следует производить термообработку покрытия: обдувать поверхность горячим воз- духом с температурой 50—60 °C в течение 7—8 ч или заполнить емкость на 7—8 ч водой, нагретой до температуры 60—60 °C. Если цистерны, окрашенные эмалью ФЛ-61, в процессе эксплуа- тации не будут заполняться нагретым минеральным маслом, то они также должны продуваться теплым воздухом по вышеука- занному режиму. Кремнийорганические эмали (КО-813, КО-88, ПФ-837) следует наносить на чистый металл во избежание вспучивания покрытия в условиях эксплуатации при высоких температурах. Сушка кремнийорганических термостойких эмалей при температуре 18—23 °C допускается с учетом последующей термообработки покрытия в процессе эксплуатации конструкций при температуре 150 °C и выше. Учитывая, что кремнийорганиче- ские эмали содержат до 50—70 % органических растворителей, 63
температура окрашиваемой поверхности не должна превышать 35 °C. Полиуретановую эмаль ХС-1168 по виниловой эмали ХС-1169, независимо от температуры воздуха, следует на- носить не ранее чем через 24 ч во избежание растворения послед- ней. Цинк наполненные краски «Силикацилк-З» и В-ЖС-41 наносят ио поверхности, прошедшей дробеструйную обработку (допускаются другие способы механической очистки поверхности до металла). Краску КО-42 можно наносить по остат- кам прочнодержащихся красок, применяемых для защиты цистерн питьевой воды. Для обеспечения защиты от коррозии цистерн питьевой воды в течение 2—3 лет перед нанесением цинконаполненных красок на всю поверхность предварительно необходимо окрасить сварные швы, заклепочные соединения, места приварки набора, крепле- ний труб, труднодоступные места. Краска В-ЖС-41 и «Силикацянк-3» требуют дополнительного отверждения, которое осуществляют путем нанесения на поверх- ность покрытия отвердителя —10 %-ного раствора ортофосфор- ной пищевой кислоты при помощи кисти. Кислоту, скопившуюся на дне цистерны, необходимо убрать чистой сухой ветошью. Покрытие «Силикацинк-3» следует отверждать путем смачивания поверхности 10 %-ным водным раствором гипофосфита кальция при помощи кисти или краскораспылителя. В случае обнаружения меления покрытия В-ЖС-41 необхо- димо обмести переборки, подволок и палубы мягкими кистями и нанести на всю поверхность раствор жидкого калиевого стекла (1 часть жидкого стекла и 2 части воды); после высыхания нане- сти дополнительный слой краски с последующим его отвержде- нием. Время сушки основных лакокрасочных материалов указано в табл. 4.33. Максимальное время выдержки грунтовочного слоя до нане- сения эмалей и максимальное время выдержки между слоями не- которых типов эмалей указаны в табл. 4.34 и 4.35. Противообрастающие эмали (ХВ-5153, ХВ-5243, ХС-519, ХВ-750) следует наносить на противокоррози- онные эмали в регламентированные сроки во избежание снижения адгезии между ними (табл. 4-36). Минимальное и максимально допустимое время выдержки противообрастающих покрытий до начала эксплуатации приведено в табл. 4.37 и 4.38. Существуют также некоторые технологические особенности нанесения лакокрасочных материалов, учитывающие условия экс- плуатации окрашенных конструкций. Для окрашивания крыльевых устройств эпоксидной эмалью ЭП-72 для получения гладких покрытий допускается обработка 64
покрытия водостойкой шлифовальной шкуркой из карбида крем- ния марки 63с или 64с зернистостью 8, 12 по мокрой поверхности. Шлифовать поверхность разрешается после выдержки каждого высохшего слоя эмали в течение 48 ч при температуре от 18 до 20 °C. После шлифования поверхность необходимо несколько раз протереть ветошью, смоченной водой, и после тщательной очистки промыть бензином-растворителем с помощью кистей. Заполнение грузовых танков на танкерах, окрашенных эпок- сидными материалами Б-ЭП-0147 и Б-ЭП-68, следует производить не ранее чем через 10 сут после высыхания последнего слоя. Перед хранением пищевых продуктов покрытие должно быть подвергнуто обработке горячей водой с температурой 55—60 °C в течение 30 ч. Нескользящее покрытие открытых палуб на основе эмалей марок ЭФ-1144 и ПФ-1145 получают введением на месте примене- ния в указанные эмали противоскользящей добавки двумя спосо- бами. Первый способ. Окрашивание необходимо производить участ- ками. На свежеокрашенную поверхность первого слоя эмали ЭФ-1144 или эмали ПФ-1145 насыпать песок марок IK 016А или 1К016Б или нормальный электрокорунд зернистостью 400 мкм марок 13А, 14А. или 15А (ровным слоем с помощью сита или эжек- ционным способом). После высыхания эмали пенриставший песок необходимо смести и нанести второй слой эмали той же марки. Второй способ. В эмаль непосредственно перед нанесением добавить песок или электрокорунд в количестве 30 % массы эмали. Затем эмаль нанести двумя слоями при постоянном пере- мешивании во избежание оседания противоскользящей добавки. 4.3.2.4. Технология окрашивания при неблагоприятных метеоусловиях Грунтование и окрашивание при неблагоприятных метеороло- гических условиях (относительной влажности воздуха от 91 до 100 %, наличии влаги на окрашиваемой поверхности после вы- падения осадков, образовании конденсационной влаги на наруж- ных и внутренних поверхностях корпуса в случае резких перемен температуры) следует производить только лакокрасочными мате- риалами, модифицированными поверхностно-активными вещест- вами (ПАВ). В качестве ПАВ следует использовать хлорид алкил- бензилдиметиламмония (хлорид АБДМ-аммония в виде 50—70 %- кого раствора в органических растворителях). Окрашивание с при- менением ПАВ следует производить при температуре воздуха не ниже 1 °C. Применение ПАВ допускается при окрашивании жилых и служебных помещений, а также других внутренних судовых по- верхностей, не имеющих прямого контакта с питьевой водой, пи- щевыми продуктами, кондиционными топливами и маслами. 3 П/р F. я. Люблинского 65
Окрашввание по влажной поверхности материалами, содержа- щими ПАВ, допускается производить по чистому металлу и по слою прочнодержащегося лакокрасочного покрытия. Непосред- ственно перед нанесением покрытий влажную поверхность не- обходимо протереть чистой сухой ветошью для удаления избыточ- ной влаги. Расчет необходимого количества ПАВ для введения в лако- красочный материал следует производить по формуле а = kmiC, где а —количество ПАВ исходной концентрации, необходимое для введения в лакокрасочный материал, г; k —содержание ПАВ 100 %-ной концентрации в лакокрасочном материале; т — масса материала, в который необходимо ввести ПАВ, г; С — ис- ходная концентрация ПАВ, 96 по массе. Хлорид АБДМ-аммония следует вводить в лакокрасочный материал не ранее чем за 20—30 мин до его применения в коли- честве 0,3—0,5 % и тщательно перемешивать до получения одно- родного состава. Добавка ПАВ не влияет на срок годности лако- красочных материалов Лакокрасочные материалы, модифицированные ПАВ, следует наносить по тем же методам, что и немодифицировайные. Меж- слойная сушка покрытий, содержащих ПАВ, а также срок их вы- держки равны соответствующим показателям немодифицирован- ных покрытий. ПАВ следует вводить в лакокрасочный материал в следующем порядке: в первый слой, наносимый по влажной поверхности, и далее через слой системы покрытий. Окрасочные работы во внутренних помещениях в случае их отпотевания допускается производить по поверхностям, протер- тым чистой ветошью, смоченной смесью этилового спирта и аце- тона в соотношении 1:1. 4.3.3. Контроль качества лакокрасочных материалов и окрасочных работ В процессе окрасочных работ следует осуществлять контроль: качества подготовки поверхности; качества лакокрасочных ма- териалов и их соответствия назначению; качества лакокрасочных покрытий 4.З.З.1. Контроль качества подготовки поверхности Качество очистки, т. е. полноту удаления окалины, ржав- чины, налета солей, обрастапия, пометок маркировочными каран- дашами и различного рода загрязнений, определяют внешним осмотром поверхностей невооруженным глазом при дневном свете или электрическом освещении. Очищенная стальная поверхность должна быть серого цвета без следов загрязнений. При дробеметной или дробеструйной очистке степени шерохо- ватости и чистоты поверхности должны соответствовать эталону, что перед окраской устанавливается визуальным осмотром. 66
Отечественной нормативной документацией на очистку судо- строительных сталей от окалины и ржавчины предусмотрены три степени очистки, представленные описательно (табл. 4.39) и эталонами в виде черно-белых фотографий. За рубежом для определения степени очистки пользуются обычно шведским стандартом S/S 055900, британским стандартом BS4232 и стандартом США SSPC-SP. Наиболее широко использу- ется шведский стандарт благодаря наличию в нем эталонов в виде качественных объемных фотографий; два других стандарта —опи- сательные. Полноту удаления окалины на углеродистых, низколегирован- ных и высокопрочных сталях можно определять также протиркой поверхности 10—15 %-ным раствором медного купороса. Покрас- нение поверхности является признаком полного удаления ока- лины. 4.3.3.2. Контроль качества лакокрасочных материалов Лакокрасочные материалы должны иметь паспорта завода- изготовителя и удовлетворять требованиям соответствующих стан- дартов и технических условий. Контроль качества лакокрасочных материалов производится по следующим основным показателям: вязкости, продолжитель- ности нысыхания, степени перегара пигментов, розлива, совме- стимости с растворителем или отвердителем, толщине сырого слоя, укрывистости. Вязкость в производственных условиях измеряют виско- зиметром типа ВЗ-1 или ВЗ-4. Вискозиметром ВЗ-4 с соплом диа- метром 4,0 мм определяют вязкость материалов в пределах 15— 100 с; вискозиметр ВЗ-1 с соплом диаметром 2,5 мм предназначен для материалов вязкостью ниже 10 с; вискозиметр ВЗ-1 с диа- метром сопла 5,4 мм —для материалов вязкостью выше 100 с. Вязкость красок с тиксотропными свойствами измеряют с по- мощью вискозиметра ротационного типа. Продолжительность высыхания контроли- руют в лаборатории специальным прибором, на практике —ви- зуально. Различают следующие степени высыхания: 1-ю степень, при которой к пленке пыль не пристает, но пленка еще недоста- точно окрепла; 2-ю —промежуточную; 3-ю —когда пленка до- пускает нанесение на нее последующих слоев покрытия; 4-ю и 5-ю степени — когда покрытие полностью высохло и конструкция может быть сдана в эксплуатацию. П е р е т и р позволяет определить степень измельчения пиг- ментов и наполнителей, содержащихся в краске. Для его определе- ния используют специальный инструмент —«клин». Он имеет вид плиты, в которой по длине сделана клинообразная канавка с равномерно увеличивающейся глубиной от 0 до 50 мкм или от 0 до 150 мкм. При испытании мерой степени перегара является 3* 67
граница значительного количества сплошных видимых агрегатов пигментов в канавке «клина». Розливом называют свойство лакокрасочных покрытий, нанесенных с помощью кисти, образовывать на горизонтальной поверхности ровную пленку покрытия без штрихов от кисти. Оценивают розлив визуально по длительности получения равно- мерного покрытия. Существуют три оценки: розлив удовлетвори- тельный, если штрихи исчезли через 10 мин после нанесения ма- териалов; замедленный — штрихи исчезли через 15 мин после на- несения; неудовлетворительный — штрихи начинают исчезать не ранее чем через 15 мин или не исчезают совсем. Совместимость с растворителем определяют визуально следующим образом. В пробу лакокрасочного матери- ала массой 50 г, помещенного в стакан, при непрерывном размеши- вании вливают 2,5; 5 и 10 г растворителя, отмечая, при каком количестве в краске появляются хлопьевидные сгустки или об- разуются комки. Отсутствие их указывает на совместимость материала с растворителем. Толщину сырого слоя определяют у пленок кра- сок, высыхающих не ранее чем через 1 ч после нанесения. Приборы для контроля имеют форму гребенки, каадрата, узкого прямо- угольника, узкого треугольника и т. п. Делают их из металла или пластмассы. Укрывистость — показатель, позволяющий получить косвенное представление о практическом расходе красок. Коли- чественно этот показатель определяют в лабораторных условиях. 4.3.3.3. Контроль качества лакокрасочных покрытий Качество лакокрасочных покрытий характеризуется следую- щими основными показателями: адгезией, толщиной, сплошностью, гибкостью, атмосферостойкостью, глянцем. Адгезию покрытий наиболее просто контролировать мето- дом решетчатого надреза. Получаемые при этом оценки имеют недостаточно объективный характер. Толщину сухого покрытия на стальных конструкциях контролируют с помощью приборов МТ ЗОН, «Микротест», «Элькометр» и др. При окраске немагнитных металлов для конт- роля используют приборы типа ВТ-ЗОН. Сплош ность, от которой зависят защитные свойства по- крытий, проверяют на небольших участках специальными при- борами, на больших поверхностях контролируют дефектоскопами различной конструкции. Г ибкость позволяет предугадывать поведение покрытий при эксплуатации. Приборов для контроля этого показателя у покрытий, нанесенных на конструкции, не существует, его опре- деляют в лабораторных условиях с помощью специальной шкалы гибкости (ШГ). 68
Атмосферостойко с ть является важнейшим пока- зателем, характеризующим пригодность покрытия, выбираемого для защиты судна или конструкции от коррозии. Определяют по результатам испытаний, проводимых в лаборатории или на стен- дах. Глянец покрытий оценивают визуально, характеризуя окрашенную поверхность как имеющую высокий глянец, средний глянец, лолуматовую или матовую поверхность. Дефекты лакокрасочных материалов и покрытий, которые наблюдаются при окрашивании кистями, пневматическими крас- кораспылителями, аппаратами и установками безвоздушного рас- пыления, причины их появления и способы устранения перечис- лены в табл. 4.40, 4.41. 5. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ 5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКРЫТИЙ По назначению покрытия подразделяют на защитные, предот- вращающие коррозию деталей судовых изделий; защитно-де- коративные. для предотвращения коррозии и придания поверх- ности изделий декоративного вида; специальные, для придания, поверхности изделий специальных физических, механических и химических свойств. Существуют электрохимические и химические методы получе- ния покрытий. Электрохимические методы связаны с формирова- нием на поверхности изделия металлических покрытий путем катодной поляризации изделий или оксидных покрытий анодной поляризацией изделий. Химические методы основаны на формиро- вании металлических, оксидных, фосфатных и других пассивных защитных и защитно-декоративных покрытий в результате окис- лительно-восстановительных реакций или химического взаимодей- ствия металла с раствором. 5.2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДАМ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ Методы получения покрытий должны обеспечивать возмож- ность : использования деталей из углеродистых сталей в различных коррозионных средах; получения покрытий толщиной от одного микрометра до не- скольких миллиметров; совмещения защитных п декоративных свойств; 69
повышения адгезии и защитных свойств лакокрасочных ма- териалов при нанесении их на оксидные и фосфатные покрытия; снижения чистоты поверхности детали на один класс; исключения наводороживания поверхности деталей из неко- торых металлов; использования относительно недефицитных металлов и их солей. 5.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОКРЫТИЯМ Детали, на которые наносятся покрытия, должны иметь относительно простую форму (без щелей и зазоров); шерохова- тость поверхности 7?о, мкм, отвечающую ГОСТ 9.^)1—78 (для защитных покрытий —без ограничений; для защитно-декоратив- ных — от 1,6 до 0,2). Для специальных покрытий шероховатость поверхности должна устанавливаться конструктором с учетом снижения чистоты поверхности при нанесении покрытия на один (два) класса. Покрытие должно наноситься на изделие до сборки. Покрытия должны удовлетворять требованиям отраслевой домрментации, при этом: на углубленных и труднодоступных участках, сварных швах, местах контакта детали с приспособлениями, на которых толщина покрытий не соответствует указанной в чертежах, должна быть нанесена грунтовка: механические повреждения покрытий, образовавшиеся, на- пример, в процессе клепки или развальцовки, должны быть за- щищены лакокрасочными покрытиями; защитно-декоративные покрытия не должны иметь трещин и раковин; пористость покрытий должна соответствовать ГОСТ 9.801 —78; (на защитных катодных, анодных оксидных и фосфатных покры- тиях пористость не регламентируется; на защитно-декоративных катодных покрытиях пористость до основного металла не допу- скается); для придания специальных свойств некоторые покрытия могут быть термически или механически обработаны в соответствии с требованиями чертежей. 5.4. НАЗНАЧЕНИЕ ПОКРЫТИЙ Выбор схемы покрытия производится в зависимости от условий эксплуатации изделия (табл. 5.1). Срок службы покрытий — не менее 5 лет. 5.5. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ Качество покрытий должно обеспечиваться соблюдением тех- нологии их нанесения. Контроль качества производится как для оценки защитных свойств покрытий, так и с целью корректировки электролитов и режимов нанесения покрытий. Применяются ка- чественные и количественные методы контроля. 70
5.5.1. Контроль качества основного металла Свойства покрытия в значительной степени зависят от ка- чества поверхности металла изделия. Шероховатость. Основным показателем качества яв- ляется шероховатость, которая регламентируется следующими максимально допустимыми величинами, мкм: /?г40—под за- щитные и специальные покрытия; /?О2,5 —под защитно-декора- тивные покрытия; /?О1,25 —под твердые и электроизоляционные а нодно-оксидные покрыта я. Конкретные требования и изменение значения показателя определяются конструкторской документацией на изделия. Дефекты. Браковочными признаками, исключающими возможность использования деталей для нанесения на них по- крытий, являются: неоднородность проката, закатпая окалина, забоины, вмятины, прижоги, риски, заусенцы; расслоения, трещины, поры, язвы, раковины и другие виды разрушения после очистки, травления, полирования, шлифова- ния; газовые раковины, неслнтины, усадочные раковины, шлако- вые включения для литых изделий. На поверхности не допускаются остатки травильного шлама, продуктов коррозии, смазки, масла, эмульсии, пыли. Эти дефекты устраняются механической очисткой или в специальных растворах. 5.5.2. Контроль качества покрытия Качество покрытия определяют по его внешнему виду, тол- щине, пористости, прочности сцепления, защитным и специаль- ным свойствам. Для покрытий, представляющих собой сплавы, определяют их химический состав по ГОСТ 9.301—78. В зависи- мости от материала покрытий, предъявляемых к ним требований выбирают определенное количество контролируемых показателей и объем контроля. Метод контроля зависит от требований к допу- стимым отклонениям, назначения детали и стабильности техноло- гического процесса, обеспечивающей заданное значение пока- зателя качества. Наряду с основными иеразрушающими методами контроля применяют также разрушающие методы контроля. Ча- стота контроля, браковочные признаки и порядок приемки опре- деляются по ГОСТ 9.302—79 или по специально разработанной технической документации. Для всех видов покрытий показателями качества являются их внешний вид и толщина. При прочих равных данных толщина является основным показателем, так как определяет срок службы покрытия. Качество металлических и неметаллических неорганических покрытий определяют также по пористости и прочности сцепления и. в случае необходимости, по специальным свойствам. Качество 71
химических и оксидных покрытий определяют также по защитным и специальным свойствам. К специальным свойствам относятся твердость, износостой- кость, коэффициент трения, шероховатость и др., предусмотрен- ные требованиями конструкторской документации. 5.5.2.1. Внешний вид покрытия Определяется для всех видов покрытий визуально (по эталонам) и в отдельных случаях с помощью специальных оптических при- боров. Внешний вид покрытия по цвету, тону, блеску должен соот- ветствовать требованиям, указанным в табл. 5.2. Поверхность полированных покрытий должна быть от блестя- щей до зеркальной, после крацевания —полублестящей. 5.5.2.2. Толщина покрытия Метода и приборы для измерения толщипы покрытий выбирают в зависимости от материала покрытия, условий и требований к точности измерения (ГОСТ 9.302—79). Исходное контролируе- мое значение толщины покрытия определяется по конструктор- ской документации на изделие. Толщина покрытий проверяется на количестве деталей, составляющем 0,1—1 % от каждой пар- тии деталей, но не менее чем на трех деталях. Контроль толщины покрытия проводят до его дополнительной обработки за исключением крацевания и полирования и, при необходимости, после хроматирования и фосфатирования. Конт- роль можно выполнять на образцах-свидетелях. В автоматических линиях толщину покрытия можно гарантировать соблюдением технологического процесса нанесения. Основными являются неразрушающие методы контроля, в от- дельных случаях могут быть применены разрушающие методы (табл. 5.3). Кроме указанных для всех покрытий могут быть при- менены оптический и металлографический методы определения толщины. Перечисленные методы имеют определенную погрешность Д6 и ограничения по применению £>п: Метод Дб, % Электромагнитный ±5 Магнитный ± 10 Радиационный ±5 Гравиметрический ±10 Оптический ±10 .Металлографический ± 10 Не имеет Для немагнитных покрытий на феррома! нптном металле, тонких ферромагнитных покрытий на немагнитном металле Не имеет Для деталей массой до 200 г Для покрытий толщиной от 1 до 40 мкм и с коэффициентом отра- жения 0,3 Не имеет
Кулонометрический Метод струи Метод капли ±10 Для металлических покрытии толщиной от 0,1 до 100 мкм ±(10±15) Для покрытий толщиной от 3 до 30 мкм площадью 0,3 см? ±30 Применяется, если только дру. гие мсгоды неприменимы Некоторые приборы для измерения толщины покрытий при- ведены ниже: Метод Электромагнитный Магнитный Металлографн тсский микро- скоп Радиационный Прибор б, мкм ВТ 40НЦ 0—1 000 МТА-3 1-20 МТ ЗОН 0—1 000 МТ 31Н 1—10 000 М.МУ-3 0- 100 кБетамикрометр-2» 0—150 Средства и способы определения толщины покрытий разруша- ющими методами приведены в ГОСТ 9.302—79. 5.5.2.3. Пористость покрытия Защитные свойства покрытия в значительной степени определя- ются его пористостью. У анодных покрытий она способствует ускоренному износу покрытия вследствие катодного влияния ме- талла изделия. Поры в катодных покрытиях вызывают интенсив- ную коррозию металла изделия и наиболее опасны. Поэтому оценка пористости особенно важна для катодных покрытий. Применяемые методы определения пористости несовершенны (как правило, это разрушающие методы). К ним относятся мето- ды погружения, нанесения паст и наложения фильтровальной бумаги (табл. 5.4). Все они основаны на проникновении активного реагента через поры к поверхности металла детали, образовании с ним окрашиваемых (видимых, контролируемых) продуктов ре- акции. а.5.2.4. Прочность сцепления Надежность покрытия при многообразии условий эксплуатации часто определяется прочностью его сцепления с поверхностью металла изделия. Нарушение сцепления особенно опасно для износостойких катодных покрытий и в тех случаях, когда не иск- лючена возможность проникновения электролита через поры по- крытия. Прочность сцепления является параметром, определяю- щим назначение покрытия. Контроль прочности сцепления (приз- нак отсутствие вздутия и отслаивания) осуществляют разру- шающими методами, как правило, на образцах-свидетелях или выборочно на деталях (табл. 5.5). Все методы основаны на раз- личии физико-механических свойств металла покрытия и изделия. 73
5.S.2.5. К вопросу о защитных свойствах Показатели защитных свойств зависит от многочисленных фак- торов: материала изделия и покрытия, коррозионной активности среды и др. Поэтому, как правило, отсутствуют их классификация и объективные методы контроля Часто защитные свойства опре- деляют комплексом показателей. В этом случае их оценивают только путем математического моделирования и определения критериальных зависимостей, связывающих законы изменения свойств покрытий в лабораторных и натурных условиях. До настоящего времени эти вопросы ве решены, поэтому применяют только сравнительные методы оценки некоторых защитных свойств, в том числе рассмотренных выше. 5.5.2.Б. Защитные свойства неметаллических неорганических покрытий Для рассматриваемых покрытий контроль качества оценива- ется методами капли (табл. 5.6) и погружения в одинаковые раст- воры. Фосфатные покрытия, пропитанные маслами, эмульсиями, лаками и гидрофобизированными составами, выдерживают в раст- воре (см. табл. 5.6) в течение 6 ч, а химически оксидные пропи- танные — 2 ч. Если после промывки на поверхности не наблюда- ются питна или точки коррозии, покрытие считается качественным. Б.5.2.7. Химический состав Определяется при покрытии сплавами, а также в тех случаях, когда в покрытии из чистого металла ограничиваются какие- либо компоненты, соосаждаемые при нанесении покрытия. Конт- роль состава осуществляют, как правило, на образцах-свидетелях при использовании методов, гарантирующих требования по до- пустимому отклонению содержания компонентов в сплаве. При- меняют химические и физико-химические методы анализа. Хими- ческий состав покрытий гарантируется соблюдением технологи- ческого процесса. Б.5.2.8. Специальные свойства Выбор специальных свойств покрытия для контроля его ка- чества определяется назначением и условиями эксплуатации покрытия. К ним относятся: механические свойства, износостой- кость, удельное переходное электрическое сопротивление, элект- рическое пробивное напряжение и другие свойства. В зависимости от значений показателей защитных свойств выбирают известные методы контроля. В судостроении для покрытий, используемых в крепежных изделиях, конструкциях, работающих в узлах трения и качения, а также при эрозионно-кавнтационном воздействии среды ка- чество определяется по твердости и износостойкости покрытия. 74
Твердость покрытия — сопротивление металла покрытия вдавливанию — зависит от его прочности и пластично- сти, а также от метода измерения. Обычно используют метод вдав- ливания для получения отпечатка на поверхности покрытия. Твердость определяют как отношение нагрузки к площади по- верхности отпечатка. Отпечаток получают вдавливанием шарика из закаленной стали (методы Бриннелля и Роквелла), или алмаз- ного конуса (метод Роквелла). Часто пользуются при определении микротвердости формированием отпечатка алмазной пирамидой по методу Виккерса. Могут быть использованы и другие методы. Износостойкость — сопротивление материала по- крытия изнашиванию, которое представляет собой процесс меха- нического износа покрытия, обусловленный внешним воздействием коррозионной среды и изменением физико-механических свойств поверхности при трении. Метод контроля основан на определении сравнительной про- должительности истирания покрытий —контролируемого и из- вестного, износостойкость которого принимается за единицу. 6. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА 6.1. МЕХАНИЗМ И ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ В МОРСКОЙ ВОДЕ 6.1.1. Общие положения Электрохимическая защита позволяет предотвратить корро- зионные и коррозионно-механические разрушения в морской воде практически всех применяемых в судостроении конструкционных металлических материалов, в том числе после различных техно- логических операций их обработки (сварки, гибки, правки и др.). Механизм электрохимической защиты заключается в катодной по- ляризации металлической конструкции до потенциала наиболее анодных участков ее поверхности. Различают две разновидности электрохимической защиты. При питании от внешнего источника (выпрямителя, генератора) защита называется катодной, при подключении к защищаемой конструкции электроотрицательного металла (протектора) — про- текторной. Электрохимическая защита относится к активным мето- дам защиты, позволяющим контролировать ее эффективность непосредственно в процессе эксплуатации. Критерием электро- химической защиты является потенциал металла, жестко связан- ный со скоростью коррозионных и коррозионно-механических разрушений и легко поддающийся измерению. Существуют ми- 75
нимальные и максимальные критерии защиты. Под минимальными критериями защиты понимаются минимально допустимые значе- ния потенциала (или сдвига потенциала от стационарного значе- ния), при которых коррозия прекращается полностью, либо уменьшается до допустимых пределов. Максимальные критерии защиты вводятся для того, чтобы исключить опасность водород- ного охрупчивания высокопрочных металлических материалов и перезащиту алюминиевых сплавов, а также предохранить лако- красочное покрытие от разрушения водородом, выделяющимся Рис 6 1 Зависимость защит- ного сдвига потенциала от скорости потока при электро- химической защите корпус- ных сталей от общей корро- зии в морской воде. поляризации стремится на катодно-поляризуемой поверхности металла при больших отрицательных значениях потенциала. 6.1.2. Защита от общей и контактной коррозии При электрохимической защите в первую очередь подавляется язвенная коррозия. Без электрохимической за- щиты питтипг-фактор (отношение ско- рости коррозии по глубине разруше- ний к скорости коррозии по потерям массы) в зависимости от скорости потока изменяется на корпусных ста- лях от 3 до 10, а при катодной к единице. Степень электрохимической защиты зависит от сдвига потенциала от стационарного значения. Защитный сдвиг потенциала, используемый в качестве основ- ной исходной характеристики при расчетах систем электрохи- мической защиты, определяется скоростью движения потока, изменяясь от 75 мВ в спокойной воде до 400 мВ при &п = = 50 м/с (рис. 6.1). Абсолютная величина защитного потенциала составляет для судовых конструкций из корпусных сталей 550— 600 мВ 1 независимо от условий эксплуатации. Достижимая стеиень электрохимической защиты от общей кор- розии алюминиевых сплавов зависит от скорости движения морской воды и физико-механических свойств сплава. В спо- койной морской воде и при скорости движения до 30—35 м/с разрушение всех применяемых в судостроении конструкционных алюминиевых сплавов может быть практически полностью пред- отвращено катодной поляризацией, в том числе после различных операций технологической обработки. При дальнейшем возра- стании скорости увеличивается влияние механического износа поверхности. Зависимость скорости коррозии от потенциала для алюмини- евых сплавов при всех скоростях движения имеет экстремальный ’ Значения потенциалов металлов даны по отпошелпю к водородному элект- роду сравнения. Знак » перед значениями потенциала опускается. 76
характер (рис. 6.2), что объясняется явлением перезащиты. Пе- резащита алюминиевых сплавов связана с разрушением окисной пленки при повышении pH приэлектродного слоя и проявляется в резком увеличении потерь металла и в образовании локальных разрушений. Оптимальный диапазон защитных потенциалов, при которых обеспечивается полная защита от питтинговой, язвенной и расслаивающей коррозии при скорости движения до 30 -35 м/с и достигается максимальный защитный эффект при больших ско- ростях, составляет 750—850 мВ для сплавов системы А1—Mg Рис. 6 2. Влияние катодной поляризации на скорость коррозии в морской воде основного металла (и) и зоны термического влияния (б) алюминиевого сплава системы А1—Zn—Mg (скорость покжа 10 м/с, температура 30‘С). и 850—950 мВ для сплавов системы А1—Zn—Mg независимо от способа производства сплава (листовой прокат или цельнопрес- сованная панель) и технологических операций его обработки. Максимально допустимый потенциал, при котором не наблюда- ется перезащита в наиболее неблагоприятных условиях эксплуата- ции, для сплавов обеих систем легирования составляет 1050 мВ. Плотность катодной поляризации, при которой поддерживается оптимальный защитный потенциал неокрашенного алюминиевого сплава, снижается в спокойной морской воде от 150 до 5—8 мА/м2, а при скорости воды 10 м/с — от 300 до 10—15 мА/м2. Электрохимическая защита гребных винтов из медпых спла- вов (латунь марки ЛМцЖ55-3-1, бронзы марки АЖН9-4-4 и др.) от общей и избирательной коррозии в морской воде на ходу судна обеспечивается при средней плотности тока на поверхности винта 0,35 А/м2. Эта плотность тока принимается в качестве расчетной при электрохимической защите гребных винтов из медных сплавов
6.1.3. Защита от коррозионно-механических разрушений Корпусные конструкции и изделия судового машиностроения, эксплуатирующиеся в морской воде, одновременно подвергаются воздействию остаточных напряжений технологического характера и эксплуатационным нагрузкам (статическим, повторно-статиче- ским, циклическим, вибрационным и др.). Совместное воздейст- вие морской воды и механических напряжений может привести к таким опасным видам разрушения, как коррозионное растрес- кивание и коррозионная усталость. Катодная поляризация является эффективным способом предо- хранения металла от коррозионного растрескивания, развива- ющегося по механизму локального анодного растворения. По такому механизму происходит коррозионное растрескивание в мор- ской воде аустенитных высокомарганцовистых сталей. Поэтому при сдвиге потенциала от станционарного на 250 мВ и более ка- тодная поляризация позволяет обеспечить полную защиту кон- струкций из этих сталей от коррозионно-статических разрушений в морской воде. Влияние катодного наводороживания на коррози- онно-статическую прочность аустенитных высокомарганцовистых сталей практически не сказывается. Для высокопрочных сталей коррозионное растрескивание в морской воде предотвращается катодной поляризацией в наи- большей степени на начальных стадиях процесса, причем эффек- тивность защиты зависит от потенциала металла. При потен- циалах, превышающих потенциал восстановления водорода, ка- тодная поляризация может привести к водородному растрескива- нию, в том числе сталей, стойких в обычных условиях к коррозии под напряжением. В наибольшей степени влияние наводороживания проявляется при наличии концентратов напряжения в виде острого надреза или предварительно созданной усталостной трещины. При катодном наводорожнвании высокопрочных сталей в мор- ской воде имеет место обратная водородная хрупкость, при этом снижаются только характеристики пластичности, в то время как прочностные характеристики и ударная вязкость сохраняются на уровне исходных значения. После прекращения поляризации пластические свойства стали восстанавливаются. Степень влияния катодного наводороживания зависит от уровня прочности стали. Для сталей с пределом текучести до 600 МПа включительно вли- яние катодного наводороживания не сказывается, и применение электрохимической защиты конструкций из таких сталей не встре- чает О1раничений. Для более прочных сталей применение электро- химической защиты возможно только в строго ограниченном ин- тервале потенциалов. Морская вода существенно снижает коррозионно-усталостную прочность практически всех конструкционных судостроительных металлов. Количество циклов до разрушения при циклических 78
и повторно-статических нагрузках снижается в морской воде по сравнению с воздухом в 2—4 раза. При многоцикловом нагружении в морской воде корпусных сталей и алюминиевых сплавов применение электрохимической защиты позволяет повысить предел усталости этих материалов, включая их сварные соединения, практически до значений на воз- духе (табл. 6.1). Влияние катодного наводороживания в связи с большой скоростью многоциклового нагружения практически не сказывается. 6.2. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАШИТЫ. РАЗМЕЩЕНИЕ И МОНТАЖ Протекторная защита включает протекторы из анодноактив- ных сплавов, элементы их крепления, изоляции и соединения. Катодная защита состоит из анодных узлов, околоанодных экранов, источников питания, электродов сравнения, контактно- щеточных устройств. 6.2.1. Протекторные сплавы 6.2.1.1. Состав протекторных сплавов Материалами для изготовления протекторов служат сплавы на основе магния, алюминия и цинка. Магниевый протекторный сплав марки МП1 имеет состав, приведенный в табл. 6.2. Высокие требования к максимально до- пустимому содержанию примесей связаны с тем, что при незна- чительном их превышении резко снижается коэффициент полез- ного использования— КПИ (рис. 6.3). Состав алюминиевых протекторных сплавов указан в табл. 6.3 Допустимое содержание примесей определяется из соотношения Рис 6.3. Изменение коэффициента полезного использования магниевого протек- торного сплава в зависимости от раздельного (с) и суммарного (б) содержания 79
коэффициента полезного использования и стоимости сплава (рис. 6.4). Цинковые протекторные сплавы имеют состав, приведенный в табл. 6.4. При превышении содержания примесей сплавы склонны к пассивации и не могут быть рекомендованы в качестве материала протекторов. При этом снижается токоотдача сплава (рис. 6.5). (Fe-5i- Си), 7. О QfiOZ JJX* QM6 ЦС (Sft.% Рис 6.5. Влияние содержа- ния железа иа рабочий по- тенциал протекторных спла- вов марок ЦП1 (/) и ЦП2 и ЦПЗ (2). Рис. 6 4 Влияние суммарного со- держания примесей на КПИ ч] и от- ноетельное изменение стоимости АС алюминиевых ивотекторных сплавов. 6.2.1.2. Основные свойства протекторных сплавов Технический уровень протекторной защиты в целом опреде- ляют свойства протекторных сплавов. Последние изменяются в зависимости от внутренних и внешних факторов. Однако для надежности протекторной защиты судов неограниченного района плавания при выборе протекторных сплавов необходимо руковод- ствоваться данными, представленными в табл. 6.5. Сплавы имеют широкий интервал электрохимических харак- теристик, что обеспечивает возможность осуществления протектор- ной защиты всех применяемых в судостроении металлов и конст- рукций при всем многообразии условий их эксплуатации в морской воде. В отдельных случаях для предотвращения контактной кор- розии или при ограничении верхнего значения защитного потен- циала, например для исключения опасности водородного охруп- чивания, рекомендуются протекторы из высокомарганцовпстой стали марки СП]. Он имеет следующие характеристики: А = - 1,03 г/(А-ч); —<рс — 0,6 В; Qv = 970 А-ч/кг; —<рр — 0,44- 4-0,5 В; т] = 90 %; у = 7,6 г/см*1. Перспективными протекторными сплавами взамен алюминие вых и цинковых сплавов являются марганцовые сплавы, например 80
сплав марки МрП1, имеющий состав, % по массе: А1 — 1,0—2,0; Си — 2,0—3,0, Fc— до 0,25, Si — до 0,50. Характеристики сплава марки МрП1 следующие А = = 1,02 г/(А-ч); —фс =- 0,83 В; & = 976 А-ч/кг; —фр - 0.78 В; — 90 16; у = 7,3 г/см3. 6.2.1.3. Свойства протекторных сплавов в зависимости от изменения эксплуатационных факторов Условия эксплуатации судов и судовых конструкций многих типов строго регламентированы. Для них протекторные сплавы должны выбираться из сравнительной оценки электрохимических и других характеристик в конкретных условиях. Соленость морской воды. Для судов каботаж- ного плавания, стационарных морских металлических сооружений и конструкций протекторная защита выбирается с учетом элект- рохимических характеристик сплавов при конкретной солености морского бассейна (табл. 6.6). Скорость потока морской в о д ы. Протекторы применяются для защиты судов и судовых конструкций при ско- рости движения судов от 0 до 50 м/с. В условиях полного обте- кания протектора и защищаемой конструкции при скорости потока до 20 м/с характеристики должны применяться в соответствии с данными табл. 6.5. При большей скорости потока рабочие по- тенциалы на 30—60 мВ электроотрицательнее, чем в табл. 6.5. Режимы поляризации. Срок службы протекторов зависит от многочисленных эксплуатационных и других факторов: электрохимических характеристик защищаемого металла; свойств и состояния лакокрасочных покрытий; свойств, температуры и скорости потока морской воды; формы и размера протекторов и др. Опыт эксплуатации показывает, что при всем многообразии факторов режимы поляризации находятся, как правило, в интер- вале 0—10 А/№. Оптимальными рабочими интервалами анодной плотности тока для магниевых, алюминиевых и цинковых спла- вов являются 3—7, 1—3 и 1—4А/м2 соответственно. Для конкрет- ных условий эксплуатации должны приниматься электрохимиче- ские характеристики, представленные на рис. 6.6. Водородная деполяризация. При применении протекторной защиты в ряде замкнутых и герметичных объемов, например в некоторых танках и цистернах, учитываются ограни- чения, связанные с выделением водорода. В топливных и нефтя- ных танках накопление водорода в парах испарения нефтепродук- тов повышает пожаро- и взрывоопасность газовых смесей. Для таких случаев выбор сплавов должен производиться с учетом ко- личества выделяемого водорода, которое составляет при опти- мальном режиме работы протекторов из сплавов на основе магния, алюминия и цинка соответственно 2,5; 1,0 и 0,01 см8/см2-сут. При коррозии стали в морской воде скорость выделения водорода примерно такая же, как и при растворении цинковых 81
Рис. 6.6. Изменение рабочих потенциалов и тпкаптдачи Q сплавов МП1 (а), ЛП2 (б), ЛПЗ (в), АП4 (г), ЦП|, ЦП2. ЦПЗ (д) в зависимости от анодной плотности тока. сплавов. В связи с тем что поверх- ность цинковых протекторов по сра- внению с поверхностью защищаемого металла мала, а при столь незначи- тельной скорости выделения водорода он успевает раствориться в воде, можно пренебречь водородной депо- ляризацией цинковых сплавов. Именно по этим соображениям в мировой практике считается, что цинковые протекторы раство- ряются без выделения водорода. 6.2.1.4. Свойства протекторных сплавов в танках нефтеналивных судов Взрыв о-, пожаробезопасность. В свободном объеме танков при транспортировке нефтегрузов присутствуют взрывоопасные и горючие газовые смеси паров нефтепродуктов, 82
воздуха и влаги. Такие смеси могут воспламеняться от фрикцион- ных искр, возникающих при возможных ударах протекторов о металлические конструкции, и электрических искр, образующихся при размыкании электрической цепи протектор — корпусная конструкция В зависимости от опасности образования фрикционных искр установлены следующие ограничения на применение протекторных сплавов: цинковые сплавы безопасны и могут применяться в любых пожаре-, взрывоопасных помещениях; алюминиевые сплавы допустимы при энергии удара не более 275 Дж; магниевые сплавы недопустимы. Электрическая искра опасна при токе в цепи протектор — корпусная конструкция 4,0 А с учетом 2,5-кратного запаса на- дежности. Электрохимические характеристики. Протекторная защита предусматривается для защиты от корро- зии в подтоварной воде днища грузовых танков нефтеналивных судов. В основном интервале минерализации подтоварной воды (20—200 пл) сплавы на основе цинка марок ЦП1, ЦП2, ЦПЗ имеют относительно стабильные электрохимические характери- стики: чс = —(0,754-0,8) В; <рр = -(0,724-0,77) В; Q = (740-: 4-675) А-ч/кг. При расчете протекторной защиты танков с нерегламентируе- мымн условиями эксплуатации должны приниматься следующие данные: <рс = —0,76 В; = —0,73 В; Q — 720 А-ч/кг. Если состав и минерализация подтоварной воды в каждом танке постоянны и определяются строго регламентируемым родом перевозимого груза, то необходимо учитывать роль газов, pH и щелочности. В подтоварных водах, содержащих СО2, H2S, при pH 3: 6 и щелочности до 10 моль/л анодная активность цин- ковых сплавов сохраняется, а токоотдача должна приниматься равной 650 А-ч/кг. При щелочности более 10 моль/л с учетом обеспечения требований взрыво-, пожаробезопасности вместо цинковых сплавов рекомендуются алюминиевые сплавы. Технические характеристики их соответствуют данным, пред- ставленным в табл. 6.5, за исключением токоотдачи, которая для всех марок алюминиевых сплавов принимается равной 2000 А-ч/кг. 6.2.1.5. Принципы выбора протекторных сплавов Протекторная защита сопровождается безвозвратным расхо- дом протекторных сплавов. Эффективность и оптимальный срок службы защиты обеспечиваются при соблюдении следующих принципов выбора протекторных сплавов: 83
по совокупности свойств лучшими являются алюминиевые протекторные сплавы. Выбор других сплавов осуществляется только при необходимости удовлетворения специальных требо- ваний; взрыво-, пожаробезопасность обеспечивается при использо- вании цинковых сплавов; при необходимости ограничения водородного показателя при- нимаются следующие данные: Основа сплава .... Al Zn Mq pH............... 4—5 6-8 10-11 для исключения водородной деполяризации применяются цин- ковые сплавы; в морской воде соленостью менее 10 %0 наиболее эффективны магниевые сплавы. 6.2.2. Протекторы 6.2.2.1. Конструкции протекторов Разновидности конструктивного исполнения протекторов обус- ловлены требованиями, связанными с особенностями технологии изготовления, монтажа и эксплуатации протекторов; необходи- мостью осуществления различных систем протекторной защиты. Методы изготовления протекторов — литье и прессование (последний — только для биметаллических прутковых протек- торов). По конструктивному исполнению протекторы делятся на сле- дующие группы: со стальной оцинкованной арматурой (или контактной шпилькой); с монтажными отверстиями; комбинированные — с арматурой (или контвктной шпилькой) и монтажными отверстиями. По назначению систем защиты конструкции различают про- текторы короткозамкнутые, неотключаемые, регулируемые, от- ключаемые, вспомогательные (подвесные). 6.2.2.2. Индексация типов протекторов Тип протектора обозначен четырьмя буквами и цифрой, кото- рая указывает массу протектора в килограммах (окрутленно).- первая буква — П (протектор); вторая буква — К (короткозамкнутый), И (неотключаемый) или Р (регулируемый, отключаемый); третья — О (одиночный), Л (линейный) или К (концевой); четвертая — А (алюминиевый сплав); М (магниевый сплав) или Ц (цинковый сплав). Приведем пример индексации: тип П-КОА-4 — протектор ко- роткозамкнутый одиночный из алюминиевого сплава массой 4 кг- 84
Для протекторов одинаковой массы вторая цифра означает разновидность конструкций. У прутковых протекторов типа П-КПА (например, П-КПА-2) цифрой обозначена масса одного погонного метра прутка, длина которого может достигать 30 м. 6.2.2.3. Типоразмеры н область применения протекторов Защита от коррозии судов всех типов, классов и назначений обеспечивается применением 46 типов протекторов из магниевых (16), алюминиевых (23) и цинковых (7) сплавов (табл. 6.7). 6.2.3. Типовые узлы крепления протекторов При креплении протекторов (табл 6.8) предусматривается надежность механического и электрического их соединения с за- щищаемой конструкцией, а также возможность применения си- стем протекторной защиты. 6.2.4. Монтаж протекторов 6.2.4.1. Общие требования Перед монтажом выполняют следующие операции: нерабочую поверхность протекторов, боковые поверхности ма- гниевых протекторов и алюминиевых протекторов типов П-КОА-3» П-КОА-5, П-КОА-1-1, П-КОА-3-L П-КОА-5-1 покрывают двумя слоями эпоксидной шпатлевки ЭП-00-10 по ГОСТ 10277—76; окраску установочных мест протекторов осуществляют по полной схеме окраски, принятой для данной поверхности защи- щаемой конструкции; арматуру (сталыюй оцинкованный сердечник) прутковых про- текторов на 40—60 мм от конца оголяют путем оплавления алю- миниевого сплава; в местах установки прутковых протекторов приваривают подвески, расстояние между которыми составляет не более 1,5 м. Концевые подвески устанавливают на расстоянии 30—60 мм от торца протектора; стальной трос для крепления подвесных протекторов выби- рают такой длины, чтобы протектор можно было опустить в мор- скую воду на 2—3 м ниже днища корпуса. Для стационарных конструкций с опорами на морском грунте длину троса выбирают исходя из требуемого района защиты; окраску защищаемой конструкции осуществляют лакокра- сочными материалами, покрытия которых устойчивы при катодной поляризации — работе протекторной защиты. Для монтажа протекторов необходимы следующие комплек- тующие материалы: шпильки контактные и крепежные, шайбы, гайки, зажимы, накладки, кадмированные по ОСТ 5.9048—85; резина для изоляции протекторов марки Б, мягкая, по ГОСТ 7338—77; 85
компаунд для заделки монтажных отверстий следующего состава (в мае. ч.): эпоксидная смола марки К-153 или К-153с — 100, молотый кварц (ГОСТ 9077—82) или портландцемент ма- рок 300, 400, 500 (ГОСТ 965—78) — 300. При температуре окру- жающей среды выше 10 ГС и относительной влажности не более 70 % в состав входят 12 мае. ч. полиэтиленполиамина; при тем- пературе от —10 °C до 10 °C и любой влажности используют отвердитель АФ-2; деревянные пробки, полиэтиленовые колпачки и морская смазка марок АМС-3 (ГОСТ 2712—75) или МС-70 (ГОСТ 9762—76); элементы неотключаемых и отключаемых протекторов по проектной документации. 6.2.4.2, Порядок монтажа Монтаж протекторов осуществляют (табл. 6.9) в соответствии с типовыми узлами крепления, представленными в табл. 6.8. 6.2.5. Анодные узлы и околоанодные экраны Стационарные анодные узлы. Материалы и конструкция. Стационарные анодные узлы устанавливаются на подводной части корпуса морских судов и представляют собой композицию из собственно анода и изоляционной основы. Мате- Рис 6.7 Удельный расход платины в зависимости от плотности анодного тока в воде с океанской соленостью. риалом рабочей поверхности анода служит платиновая фоль- га толщиной 50 мкм, нанесен- ная термодиффузионной свар- кой в вакууме или теплой про- каткой в среде аргона. К аноду с нерабочей стороны привари- вается токоподводящий стер- жень из материала подложки. Потенциал пробоя титана при анодной поляризации в морской воде составляет около 8 В, поэтому, чтобы не допу- стить контакта титановой под- ложки с морской водой, изоляционная основа должна перекры- вать края платиновой фольги. Потенциал пробоя ниобия более 50 В, в связи с чем у платинониобиевых анодов платиновая фольга наносится только на рабочую поверхность анода и ее воз- можные механические повреждения в процессе эксплуатации не могут привести к разрушению подложки. Для платинониобиевых анодов характерны более высокая надежность и существенно меньший расход платины по сравнению с платинотитановыми анодами. Скорость анодного растворения платины при средней в процессе эксплуатации этих анодных узлов плотности тока 2000 А/'м3 в воде океанской солености составляет 3.7 мкм/год (рис. 6.7). Увеличение коэффициента пульсации 66
Рис 6 8 Анодные узлы типов ЛУЛ (о); АП (б), ЛУ-2 (в); ЛУ-3 (г); АКК (в) * 1 — основа; 2 — анод; 3 — колпачок. 4 — контактный стержень анодного тока от нуля до 50 % приводит к возра- станию скорости растворения платаны примерно в 1,5рвза. Скорость движения и тем- пература морской воды не оказывают заметного влия- ния на удельный расход пла- тины, в то время как умень- шение солености воды до 10— 12%о приводит к увеличению удельного расхода платины в 4—5 раз. Биметаллический анод с контактным стержнем заформовы- вается в пресс-материал на эпоксидной основе типа СТЭТ, стой- кого к воздействию выделяющихся на аноде хлора и кислорода и обладающего достаточной механической прочностью (табл. 6.10). Чтобы предохранить рабочую поверхность анода от механи- ческих повреждений, биметаллические платинотитановые и пла- тинониобиевые аноды конструктивно выполняют в виде узкой полосы шириной 10 мм, утопленной в изоляционную основу. Типоразмеры. Стационарные анодные узлы изготов- ляют пяти типоразмеров с учетом назначения и размеров судов. 87
На обычных судах неограниченного района плавания применяют анодные узлы, устанавливаемые на обшивке корпуса: типа АУ-1 (рис. 6.8, а) для судов водоизмещением до 60 000 т и типа АП (рис. 6.8, б) для судов большего водоизмещения. На быстроход- ных судах, к гидродинамическим характеристикам которых предъ- являются более жесткие требования, применяют анодные узлы типов АУ-2 (рис. 6.8, в) и АУ-3 (рис. 6.8, г), устанавливаемые в нишах корпуса заподлицо с наружной обшивкой. Анодный узел Рис. 69 Типовое крепление анодных узлов типов АУ-1 и АП (с), АУ-2 и АУ-3 (б) с экраном тина ЭК-СПХ на корпусе судна. 1 — анодный узел. 2 — полосы, 3 — герметизирующий состав; 4 — прокладка и: ЗИНЫ марки ТМКШ-М по ГОСТ 7338 —77. 5 — околоанодный SKpaii, 6 — сальник < тип а АУ-3 отличается от анодного узла типа АУ-2 расположением рабочей поверхности заподлицо с основой. Это исключает скопле- ние газообразных продуктов электролиза (хлора и кислорода) в щели и изоляцию рабочей поверхности анода от морской воды при любом расположении анодных узлов на корпусе судна. По- этому анодные узлы типа АУ-3 преднвзначены для установки на участках корпуса, расположенных под углом менее 60° к основной плоскости. Анодные узлы типа АКК (рис. 6.8, д) используются на судах с ледовым усилением категории УЛ и в отличие от анод- ных узлов других типов имеют на рабочей поверхности увеличен- ную до 65 мкм толщину платиновой фольги. Анодный узел типа АКК устанавливается в нище корпуса судна и состоит из трех секций: средней секции — собственно анодного узла — и двух боковых, исполняющих роль околоанодного экрана. Секции вы- полняются одинаковыми по толщине, соединяются в замок и кре- нятся ко дну ниши шпильками (табл 6.11). «8
Околоанодные экраны. Стационарные анодные узлы применяют в сочетании с околоанодпыми экранами, которые обеспечивают более равномерное распределение тока по поверх- ности корпуса судна и предохраняют лакокрасочное покрытие у края анодного узла от разрушения водородом, выделяющимся на катодно-поляризуемой поверхности металла при высоких значениях потенциала Материалы околоанодных экранов обла- дают электроизоляционными свойствами, стойки к воздействию хлора и механическим нагрузкам, имеют хорошую адгезию к кор- пусу и сохраняют эти свойства при длительной эксплуатации в морской воде. Околоанодные экраны изготовляют из эпоксид- ного стеклопластика холодного отверждения, закрепляемого по периметру стальными приварными планками. Размеры экрана выбирают из условия, чтобы потенциал корпуса у края экрана при максимальном токе анода не превышал предельно допустимый для лакокрасочных покрытий, составляющий —1,2 В. В зависи- мости от способа установки применяют два типа экранов (табл. 6.12): ЭК-СПХ, которые наформовываются непосредственно на обшивку корпуса, и ЭЛ-СПХ, которые наформовываются в це- ховых условиях на стальной лист, выгнутый по обводам корпуса судна и привариваемый затем к корпусу. 89
Анодные узлы типа АП в системах катодной защиты «Луга-2» применяют без околоанодных экранов, а анодные узлы типа АКК сами выполняют роль экранов. Монтаж стационарных анодных узлов. Анодные узлы крепятся на корпусе судна на шпильках, прива- риваемых к корпусу. Монтажные отверстия закрывают специаль- герметизирующим составом, месте ввода токоподводящего (контактного) стержня анод- ного узла устанавливают герметичный защитный кол- пак ввода, внутри которого силовой кабель подключа- ется к контактному стержню. Типовые узлы крепления анодных узлов с околоанод- пыми экранами приведены на рис. 6.9—6.12. Подвесные анод- ные узлы. Применяются в системах катодной защиты судов и морских сооруже- ний, эксплуатируемых на стоянках. Узлы чаще изго- товляются из ферросилнда. В отдельных случаях ис- иользуют твкже графитовые и платинированные титано- вые аноды. Удельный рас- ход ферросилидовых и гра- фитовых анодов при рабочей составляет 10—20 мм.-год. ными колпачками или заливают С внутренней стороны корпуса в плотности тока 150—200 А/ма Подвесные анодные узлы выполняют обычно цилиндрической формы с контактным стержнем для подключения кабеля и устрой- ством для подвески (табл. 6.13). 6.2.6. Источники питания катодной защиты Источниками питания в системах катодной защиты судов служат полупроводниковые статические преобразователи типов ПАК п ТПС (табл. 6.14). Преобразователи представляют собой многоблочные приборы с тиристорной схемой регулирования выходного тока, обеспечивающей автоматическое поддержание потенциала корпуса судна на заданном уровне. Предусмотрены также ручная плавная и дискретная регулировка выходного тока, возможность дистанционного включения и отключения преоб- разователей, дистанционная сигнализация о включенном со- стоянии и об аварийном отключении защиты. Рассчитанные на 90
длительный непрерывный режим работы преобразователи изго- товляются в защищенном исполнении с естественным воздушным охлаждением, имеют защиту от коротких замыканий и перегру- зок и удовлетворяют всем требованиям к судовому электрообо- рудованию. В отличие от однофвзных преобразователей типа ПАК источ- ники питания типа ТПС рассчитаны на подключение к трехфазной судовой сети перемеппого тока частотой 50 Гц напряжением 380 В. Коэффициент пульсации выходного тока в преобразовате- Рис. 6.13 Автоматические источники питания катодной защиты типов ПЛК (а) и 1 ПС-63-24 (б). лях типа ТПС снижен до 5—8 %, технический ресурс увеличен до 60 000 ч, срок службы — до 12 лет В преобразователе типа ТПС-63-24 помимо электродов сравне- ния, управляющих его работой в автоматическом режиме, преду- смотрено подключение контрольного электрода сравнения, от- ключающего преобразователь при достижении заданного ограни- чительного потенциала. Этот дополнительный канал управления позволяет использовать преобразователи типа ТПС-63-24 в систе- мах катодной защиты судов с корпусами из алюминиевых сплавов, исключив при этом опасность их перезащиты. Конструктивно преобразователи типов ПАК и ТПС имеют вид металлических шкафов (рис. 6.13), на лицевых панелях кото- рых размещены ручки управления и приборы для измерения выходного тока, напряжения и потенциала корпуса судна. Пре- образователи имеют блочную конструкцию, причем в преобразо- вателях типа ТПС в отличие от преобразователей типа ПАК замена блоков не требует дополнительной наладки и регулировки пре- образователя. Преобразователи устанавливают на амортизато- рах м крепят болтами к фундаменту и к задней стенке. 9)
6.2.7. Электроды сравнения В качестве датчиков управляющего сигнала в автоматических системах катодной защиты и для контроля потенциала корпуса в любых системах электрохимической защиты применяют хлор- серебряные электроды сравнения пористого типа, имеющие соб- Рис. 6 14. Установочные размеры стационарных электродов сравнения для обычных (а) и быстроходных судов (б). Рис. 6 15. Типовое крепление стационар- ного электрода сравнения на корпусе суд- 1 — электрод сравнении. 2 — вварыш. 3 — про- кладка из резины марки ГЛ1КШ 4 ственный потенциал в воде с океанской соленостью при темпе- ратуре 20 °C 240 мВ по нормальному водородному электроду. С уменьшением солености морской воды потенциал этих элек- тродов увеличивается по закону, близкому к линейному, дости- гая 280 мВ при солености 5°.'оо. В зависимости от спо- соба установки электроды сравнения изготовляют в двух исполнениях — ста- ционарном и переносном. Стационарные электродысравне- ния. Предназначены для установки на подводной ча- сти корпуса с электрическим вводом внутрь корпуса и по- стоянным подключением к ис- точнику питания катодной за- щиты или к распределитель- ному щиту протекторной защиты. Переносные электроды сравнения опускают с борта судна только на время проведения измерений. Электроды сравнения обоих типов состоят из капролонового корпуса и вмонтированного в него измерительного элемента, электрически соединенного с токоведущим кабелем. Измеритель- ный элемент представляет собой пористое цилиндрическое тело диаметром 15 мм и высотой 10 мм, получаемое прессованием с по- 92
следующим спеканием из шихты состава: 65 96 серебряного по- рошка, 20 % хлористого серебра и 15 96 порообразующего на- полнителя (углекислого аммония). Стационарные электроды сравнения выпускаются следующих четырех типов: ЭСХП-СС и ЭСБС-СС — для установки на судах со стальными корпусами; ЭСХП-СА и ЭСБС-СА — для установки на судах с корпусами из алюминиевых сплавов. Электроды сравнения типа ЭСБС отличаются от электродов типа ЭСХП наличием пористой диафрагмы из лоропластополи- уретана и капролоновой крышки с отверстиями, которые предохра- няют измерительный элемент от механического воздействия по- тока морской воды. Эти электроды устанавливаются на быстро- ходных морских судах. Стационарные электроды сравнения для стальных и алюминие- вых судов отличаются размерами фланцевого соединения (рис. 6.14, табл. 6.15), с помощью которого они крепятся на корпусе судна. Типовой узел крепления стационарного электрода сравнения по- казан на рис. 6.15. Переносные электроды сравнения типа ЭСХП-П, поставляемые вместе с кабелем длиной 20 м, предназначены для кратковремен- ных измерений потенциала защищаемых объектов переносными приборами с входным сопротивлением не менее 20 кОм'В. 6.2.8. Контактно-щеточные устройства Для подключения к системам электрохимической защиты валовинтового комплекса используются контактно-щеточные уст- ройства. Контактно-щеточное устройство включает в себя уни- фицированный щеткодержатель, медно-графитовые контактные и измерительные щетки, бронзовое разъемное кольцо, устанавли- ваемое на валу, и кронштейн для крепления щеткодержателей. Для гребных валов диаметром до 300 мм применяют контактно- щеточные устройства с торцевым расположением щеткодержа- телей, а для валов большего диаметра — с радиальным. Устрой- ство рассчитывают из условия обеспечения переходного сопро- тивления между валом и корпусом на ходу судна не более 0,01 Ом. Переходное сопротивление в процессе эксплуатации контроли- руется с использованием измерительной щетки и милливольт- метра. 6.3. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ 6.3.1. Системы катодной защиты Назначение. Катодная защита полностью подавляет коррозию обшивки и сварных швов при любом материале корпуса независимо от условий эксплуатации, состояния лвкокрасочного покрытия и выбора электродов при сварке, не требует возобновле- ния в течение всего срока эксплуатации судна, а вследствие этого позволяет без ущерба для корпуса продлить междоковый 93
назначена для установки на Рис С.16. Коэффициент k (D) для рас- чета распределения потенциала при электрохимической защите судов. период. Применение катодной защиты приводит также к умень- шению объема доковых ремонтных работ, снижению расхода топлива вследствие уменьшения шероховатости обшивки, сниже- нию допуска толщины обшивки на коррозионный износ, позво- ляет шире использовать низколегированные стали повышенной прочности с их высокими механическими свойствами. В зависимости от размеров судна и условий эксплуатации применяют системы катодной защиты типа «Луга-1» или «Луга-2». Автоматическая система катодной защиты типа «Луга-1» пред- упнотоннажных морских судах неограниченного района пла- вания водоизмещением свыше Ютыс.т, система катодной за- щиты «Луга-2» — для уста- новки на морских судах среднего водоизмещения (до 10 тыс. т), а также на судах с относительно постоянными условиями эксплуатации. Состав. Системы катод- ной защиты состоят из эле- ментов, технические характе- риствки которых приведены в п. 6.2. В отличие от системы типа «Луга-1» в системе катод- ной защиты типа «Луга-2» анодные узлы применяются без око- лоанодных экранов, а источники питания включаются на выход- ное напряжение 12 В. Расчет. В результате расчета системы катодной защиты определяют минимально необходимое количество анодных узлов, источников питания и электродов сравнения. В основе расчета лежат зависимости распределения потенциала по подводной по- верхности корпуса судна (табл. 6.16), установленные из условия получения ла наиболее удаленных от анодных узлов участках корпуса в конце междудокового периода эксплуатации мини- мально допустимого защитного сдвига потенциала. Кривые зави- симости коэффициентов k (D) для расчета распределения потен- циала при электрохимической защите судов приведены на рис. 6.16. При расчетах систем катодной защиты транспортных и про- мысловых судов со стальными корпусами минимальный защитный сдвиг потенцизла принимается равным 100 мВ. Сила тока анод- ных узлов рассчитывается из баланса напряжений электрической цепи катодной защиты (табл. 6.17). Кривые зависимости коэффи- циентов для расчета сопротивления растекания протекторов при- ведены на рис. 6.17. Плотность тока, при которой достигается защитный сдвиг потенциала, зависит от состояния лакокрасочного покрытия и 84
наличия катодного осадка, выпадающего на поверхности защи- щаемого металла при катодной поляризации в морской воде. Состояние лвкокрасочного покрытия и наличие катодного осадка, в свою очередь, учитываются в расчетах значением удельного поверхностного сопротивления, определяемого как тангенс угла наклона поляризационной кривой окрашенного корпуса к оси плотности тока и имеющего такую же размерность (Ом м2), как и удельная поляризуемость металлов. При расчетах систем элек- Рис. 6 17. Коэффициенты для расчета сопротивления растекания протекторов трохимической защиты судов со ствльными корпусами удельное поверхностное сопротивление покрытия принимается равным 5 Ом-ма. Характеристики. В табл. 6.18 и 6.19 указано коли- чество анодных узлов, электродов сравнения и источников пита- ния систем катодной защиты типа «Луга-1», и «Луга-2» для мор- ских судов различных размеров. Типы применяемых элементов выбирают с учетом их назначения (см. п. 6.2). Для подключения к источникам питания анодные узлы подразделяют на несколько групп (рис. 6.18, 6.19) из расчета, что в системах «Луга-1» к одному источнику питания мощностью 5 кВт подключаются от пяти до восьми анодных узлов типов АУ-1, ДУ-2, АУ-3, АКК или два- три анодных узла типа АП, а в системах «JIyra-2» — пять—восемь анодных узлов типа АП. На каждую группу анодных узлов предусматриваются два стационарных электрода сравнения (основной и резервный), ко- торые подключаются непосредственно к источнику питания'дан- ной группы анодных узлов; распределительный щит, к которому подключается кабель от плюсового полюса источника питания и 95
кабели от анодных узлов; амперметр с шунтами и переключателем для измерения тока анодов и автоматы защиты анодных цепей. В цепи подачи электроэнергии судовой сети к источникам пита- ния устанавливаются автоматы защиты. Шкала амперметра, номинальный ток шунтов и ток отсечки на автоматах выбирают исходя из следующих значений тока: для анодных узлов типов АУ-1, АУ-2, АУ-3 и АКК—30 А, для анодных узлов типа АП с экранами (в системах «Луга-1») — 75 А, без экранов (в системах «Луга-2») — 30 А. Сечение кабеля к анодным узлам устанавли- вают из условия, чтобы потери напряжения в кабеле при номи- нальном токе не превышали 5 % номинального выходного напря- жения источника питания. Возможно применение в системах катодной защиты дистанционного управления и сигнализации с кнопочными выключателями и сигнальными лампами на обще- судовом центральном пульте управления и сигнализации. Типовая схема внешних соединений систем катодной защиты приведены на рис. 6.20. 96
Рис. 6.19. Схемы разбивки анодных узлов на группы для подключения к источникам питания в системах ка- тодной защиты «Луга-2» для судов водоизмещением, т: а — 1000; б — 5000. 1 — анодный узел АП без экрана; 2 — электрод сравнения; 3 — источник питания; 4 — распределительный щит. Рис. 6.20. Типовая схема внешних соединений систем катодной защиты «Луга-1» и «Луга-2» с источниками питания типа ПАК (для одной группы анодных узлов). 1 — преобразователь типа ПАК; 2 — щит иятодноб защиты; 3 — переключатель; 74 — тролыияй кабель 7X1 ым'; 10, 11 — саловоб кабель 1X95 мм®: 12 — силоноб кабель (сечение выбирается в зависимости от расстояния до каждого анодного узла). 4 П/р Е. Я. Люблинского
Размещение. Анодные узлы размещают на подводной части корпуса в районе скулового пояса над бортовыми килями, равномерно по длине судна и симметрично, с каждого борта. Крайние кормовые анодные узлы располагают возможно ближе к гребным винтам. На танкерах с двойным дном анодные узлы в танковой части устанавливают с вводами в корпус в районе вто- рого дна. Электроды сравнения (основной и резервный) располагаются в пределах той группы анодных узлов, работу которых они кон- тролируют, на максимальном удалении от анодных узлов Источники питания и распределительные щиты катодной защиты размещают в закрытых сухих помещениях. Источники питания устанавливаются на амортизаторах типа АКСС-60И или АКСС-60М, поставляемых в комплекте с источниками питания, и крепят болтами к фундаменту и задней стенке. Установочные размеры источников питания и типовые узлы крепления анодных узлов и электродов сравнения приведены в п. 6.2. Контактно-щеточное устройство устанавливается в доступ- ном месте ввлопровода, где исключается прямое попадание воды и масла на контвктное кольцо. К системе катодной защиты под- ключается перо руля путем его замыкания на корпус с помощью гибкого проводника сечением не менее 60 мм®. Монтаж. Анодные узлы с околоанодными экранами мон- тируют при температуре воздуха 16—30 °C и влажности не бо- лее 70 %. В условиях стапеля или эллинга для соблюдения этих условий, как правило, создается микроклимат с помощью спе- циальных укрытий, оборудованных калориферами или другими нагревателями. Поверхность корпуса судна перед нанесением околоанодных экранов очищается колотой чугунной дробью марки ДЧК диаметром 0,8—1 мм с помощью дробеструйного ап- парата. Для изготовления стеклом ластиковых экранов исполь- зуют стеклосетку марки СЭ-0-1 и связующее на основе эпоксид- ных модифицированных смол марок К-153 или К-153с. Анодные узлы устанавливают на герметизирующем составе на основе эпоксидной смолы указанных марок и молотого кварца (табл. 6.20). Этим герметизирующим составом заполняют также монтажные отверстия и зазоры между стенками ниши и анодными основами (при монтаже анодных узлов типов АУ-2 и АКК). Непроницаемость сальникового уплотнения контактных стерж- ней анодных узлов и фланцевого уплотнения электродов сравне- ния проверяют посредством гидравлических испытаний под давле- нием 0,2 МПа. Сопротивление изоляции анодных узлов и электро- дов сравнения от корпуса судна в сухом состоянии должно быть не менее 0,3 МОм. Приемосдаточные испытания систем катодной защиты. Их проводят в период швартовных и ходовых испытаний судна. При этом проверяются правильность монтажа электрической схемы, работоспособность отдельных 98
элементов и системы в целом и особенно правильность полярности подключения кабелей от выходных клемм источников питания: «+» — к анодным узлам, «—» — к корпусу судна. Эксплуатация. Система катодной защиты эксплуати- руется в автоматическом режиме работы- Режим ручного управле- ния используется в случае неисправности автоматической схемы, которая не может быть устранена личным составом судна. При эксплуатации ведется систематический контроль за величиной потенциала корпуса, выходным током и напряжением источников питания, силой тока анодных узлов и падением напряжения на переходном сопротивлении контактно-щеточных устройств. Помимо рассмотренных типовых систем катодной защиты предусматривается применение специальных систем катодной защиты ледоколов с анодными узлами, отличающимися более высокой механической прочностью и большим номинальным током, 6-3.2. Системы протекторной защиты подводной части судов со стальными корпусами В зависимости от назначения и способа установки применяют короткозамкнутые системы протекторной защиты с протекторами из алюминиевых сплавов и неотключаемые системы с протекто- рами из магниевого сплава, имеющими балластные сопротивления. Состав применяемых протекторных сплавов, их электрохимиче- ские характеристики и физико-химические свойства, а также типоразмеры протекторов приведены в п. 6.2.1—6.2.4. Состав и характеристики систем. Коротко- замкнутые системы протекторной защиты состоят из одиночных или групповых протекторов из алюминиевого сплава марки АПЗ, не имеющих вводов внутрь корпуса судна; крепление протекторов осуществляется приваркой стальной арматуры к корпусу. Эти системы предназначены для судов неограниченного района пла- вания водоизмещением до 50 тыс. т. Неотключаемые системы состоят из одиночных или групповых протекторов из магниевого сплава марки МП1, которые уста- навливаются изолированно от корпуса, кренятся с помощью резьбовых соединений и подключаются к корпусу через балласт- ные сопротивления, встроенные в монтажные отверстия протек- торов. При возобновлении эти системы не требуют проведения сварочных работ, поэтому они предназначены дли установки на танкерах и рефрижераторах, на которых выполнение сварочных работ в доке имеет ограничения. На судах, эксплуатирующихся во внутренних бассейнах с со- леностью воды менее 18 п/оо. а также на судах смешанного плава- ния «река—море» применяются системы протекторной защиты из магниевого сплава марки МП1, устанавливаемые без балласт- ных сопротивлений. Типоразмеры протекторных групп выбирают 4* 99
из конструктивных соображений с учетом размеров корпусов судов, для которых они предназначены (табл. 6.21—6.23). Бал- ластные сопротивления в цепях протекторов из магниевого сплава рассчитывают с использованием формул для токоотдачи протек- торов (см. табл. 6.17) из условия обеспечения срока службы Рис. 6.21. Количество групп короткозамкнутых протекторов из алюминиевых сплавов (на один борт корпуса) для стальных судов неограниченного района плавания водоизмещением: а — до 3 тыс. т; б— 3—50 тыс. т. Рис. 6.22. Количество групп нсотключаемых протекторов с балластными сопротив- лениями из магниевого сплава (на один борт корпуса) дли стальных судов неог- раниченного района плавания водоизмещением: а — до 3 тыс. т; б — 3—30 тыс. т; в — 30—120 тыс. т. протекторов до возобновления 2,5 или 4 года (в зависимости от типа применяемых протекторов). Требуемое балластное сопро- тивление достигается включением в цепи магниевых протекторов катушек сопротивлений типа КСК (катушка сопротивления ка- проновая) — табл. 6.24. Расчет. Системы протекторной защиты рассчитывают с ис- пользованием установленных зависимостей для распределения потенциала и токоотдачи протекторов (см. табл. 6.16, 6.17) из условия обеспечения на всей подводной поверхности корпуса 100
влечение всего междокового периода эксплуатации сдвига потен- циала не менее 100 мВ. Для судов неограниченного тропроводность морской района плавания удельная элек- принимается равной 4,5 См/м, что соответствует воде океан- ской солености. При расчетах протекторной защиты судов внутреннего плавания удель- ная электропроводность воды Рис. 6.24. Количество протекто- ров или протекторных групп (на оба борта) для защиты кормово- го подзора стальных судов неог- раниченного района плавания: а — из алюминиевых сплавов; б — из магниевого сплава. Рис. 6-23- Количество групп коротко- замкнутых протекторов из магниевого сплава (на один борт корпуса) для стальных судов внутреннего плавания: а — для судов, эксплуатирующихся в бассейнах Черного п Белого морей; б — Каспийского, Аральского, Азов- ского морей; в — Балтийского моря. принимается равной, См/м: для бассейна Балтийского моря — 0,75, Каспийского, Аральского и Азовского морей —1,5, Черного и Белого морей — 2,5. Удельное поверхностное сопро- тивление лакокрасочного покрытия подводной поверхности кор- пуса принимается равным 5 Ом-м2, что соответствует среднему износу лакокрасочного покрытия (с учетом его частичного заме- щения катодным осадком) после 3—4 лет эксплуатации. Расчет местной протекторной защиты кормового подзора про- изводится с учетом компенсации контактной пары гребные винты— 101
корпус. Условием защиты от контактной коррозии в этом случае принимается равенство суммарного тока протекторов току кон- тактной пары. Размещение и монтаж. Количество протекторных групп, необходимых для защиты подводной части корпуса и кор- мового подзора судов различных размеров, приведено на рис. 6.21- 6.25. Протекторные группы размещают в пределах скулового пояса, равномерно по длине корпуса симметрично с каждого борта. Допускается установка протекторов на борто- вых килях. При защите кормового подзора протекторы или протекторные группы размещают равномерно по поверхности кор- мового подзора в непосредственной бли- зости от гребных винтов.По одному-два протектора устанавливают с каждой сто- роны пера руля. Протекторы монтируют в ^соответствии с типовыми узлами Рис 6 25. Количество протекторных групп типа М-1 к из магниевого сплава (на оба борта) для за- щиты кормового подзора судов внутреннего пла вания. Азовского. Аральского морей; 3 — Черного и Белого мо- крепления (см. п. 6.2.3, 6.2.4). Контроль качества монтажа осуществляют визуально, а также соблюдением установленной последовательности технологических операций (см. табл. 6.10). При монтаже протекторов с балластными сопротивлениями про- веряют сопротивления между протектором и корпусом судна. 6.3.3. Системы протекторной защиты подводной части судов с корпусами из алюминиевых сплавов Состав. Электрохимическая защита судов с корпусами из алюминиевых сплавов осуществляется одиночными протекторами из магниевого сплава МП1. В зависимости от размеров кор- пуса судна применяются протекторы типов П-РОМ-1, П-РОМ-3, П-РОМ-6 или П-РОМ-7. Состав протекторного сплава, его элек- трохимические характеристики и размеры протекторов приведены в табл. 6.5, 6.6 и 6.7. Поскольку потенциал корпуса из алюминиевого сплава должен находиться в строго ограниченных пределах (см. п. 6.1.2), преду- сматривается регулировка защитного тока. С этой целью протек- торы устанавливаются электроизолированно от корпуса и имеют контактный стержень для ввода внутрь корпуса и подключения к электрической схеме. Защитный ток регулируют с помощью переменных сопротивлений, включаемых в электрическую цепь протектор—корпус. Для контроля потенциала в днищевой части корпуса устанавливают ла максимальном удалении от цротекто- 102
ров стационарные электроды сравнения типа ЭСХП-СА или ЭСБС-СА. Кабели от протекторов и электродов сравнения вы- водятся на щит протекторной защиты, где находятся регулиро- вочные сопротивления, приборы для измерения потенциала кор- пуса и тока протекторов. Расчет и характеристики. Количество протек- торов на корпус судна рассчитывают из условия подавления общей и контактной коррозии. Учитывая относительно высокую катод- ную поляризуемость алюминиевых сплавов и небольшие размеры судов из этих сплавов, при расчетах исходит из допущения о рав- Рис. 6 26. Типовая схема регулируемой протекторной защиты. 1 — протектор; 2 — электрод сравнения; А — распределительный щит протекторной защиты. номерности распределения тока по защищаемой поверхности. Расчетная защитная плотность тока для судов из алюминиевых сплавов составляет 10 мА/м2, а для судов на подводных крыльях с замкнутыми на корпус крыльевыми устройствами из корро- зионно-стойких сталей — 20 мА/м2. Поскольку суда с корпусами из алюминиевых сплавов могут эксплуатироваться в районах с различной соленостью морской воды, расчет протекторной за- щиты производится для наиболее неблагоприятных условий ра- боты, т. е. в случае эксплуатации в опресненных бассейнах при удельной электропроводности воды 0,75 См/м (бассейн Балтий- ского моря). В табл. 6.25 приведены рассчитанные для этого слу- чая значения тока и срока службы протекторов для применяемых в судостроении алюминиевых сплавов. Расчет производился по формулам табл. 6.17 при условии полностью выведенных регули- ровочных сопротивлений (7?б — 0). Требуемое количество протекторов можно определить исходя из указанной плотности защитного тока is, известных значений силы тока одного протектора (см. табл. 6.25) и площади подвод- ной поверхности корпуса S:n = —izS/I. ЮЗ
Размещение и мои та ж. Проа екторы устанавливают равномерно по длине корпуса, симметрично, с каждого борта, с учетом доступа для замены протекторов и условий обтекаемости корпуса. Монтируют их в соответствии с типовым узлом крепления (см. табл. 6.8). Монтажные отверстия протекторов заполняются герметизирующим составом (см. табл. 6.20). Сопротивление изо- ляции отключаемых протекторов должно быть не менее 5 кОм. Для регулирования защитного тока протекторы подразделяют на две группы: носовую и кормовую. Протекторы каждой группы подключают к корпусу через общее регулировочное сопротивле- ние (рис. 6.26). В качестве регулировочного сопротивления исполь- зуются переменные проволочные резисторы типа ППБЕ-50 сопро- тивлением 6,8 Ом. Для измерений потенциала корпуса приме- няется щитовой микроамперметр типа М1690А со шкалой 50 мкА и с последовательно включенными проволочными сопротивле- ниями 27,0 ± 1,0 % и 1,8 ± 1,0 % кОм. Цена одного деления прибора составляет 30 мВ. При эксплуатации систем протекторной защиты судов с алю- миниевыми корпусами предусматриваются периодический кон- троль потенциала корпуса и регулировка (в случае необходимости) тока протекторов с целью поддержания заданных значений за- щитного потенциала.f 8.3.4. Системы электрохимической защиты судов и морских сооружений, эксплуатируемых на стоянках Для защиты от коррозии подводной части корпусов судов, плавсредств и морских сооружений, эксплуатируемых на стоян- ках (суда, находящиеся в консервации, на достройке и ремонте на плаву, плавучие доки, плавлричалы, понтоны, плавмастер- ские, плавэлектростанции, плавмаяки, морские буровые уста- новки и др.), применяют системы катодной или протекторной за- щиты с подвесными анодными узлами или протекторами. Системы катодной защиты используют на судах площадью подводной по- верхности более 1000 м2, эксплуатирующихся в водах соленостью не менее 2 °/(Ю, системы протекторной защиты — на объектах с площадью поверхности менее 1000 м® при солености воды не менее 6°/M. Системы катодной защиты судов на стоянках включают в себя преобразователи типа ПАК или ТПС (см. табл. 6.14) — источники питания, подвесные ферросилидовые аноды типа АФП (см. табл. 6.13), переносные электроды сравнения типа ЭСХП-П, распределительные щиты с контрольно-измерительной и комму- тационной аппаратурой, силовые и контрольные кабели. Расчет системы катодной защиты основан на допущении о равномерном распределении тока по защищаемой поверхности и сводится к определению требуемого количества анодных узлов и источников питания. Расчетное значение защитной плотности тока принимается равным 40 мА/м2. 104
Анодные узлы подвешивают с борта на стальных оцинкован- ных или капроновых канатах на глубине 5—7 м ниже днища, равномерно по длине корпуса и симметрично по обоим бортам. На крупных плавучих доках анодные узлы подвешивают в тру- бах, проходящих через стапель-палубу и днище дока. Сечение кабеля к анодным узлам рассчитывают из условия, чтобы падение напряжения в кабеле не превышало 10 % номинального выход- ного напряжения источника питания. Электроды сравнения, служащие датчиками сигнала для автоматического управления катодной защиты, подвешивают на наиболее удаленном от анод- ных узлов участке, на расстоянии не более 0,3 м от корпуса. Источники питания и распределительные щиты катодной защиты устанавливают в закрытых помещениях на защищаемом объекте или на берегу вблизи стоянки объекта. В системах протекторной защиты судов на стоянках при солености воды от 6 до 18 %, применяют подвесные протекторы типов П-ПОМ-4, П-ПОМ-Ю, П-ПОМ-ЗО или П-ПОМ-60 из магние- вого сплава марки МП1, а при более высокой солености воды — протекторы типов П-ПОА-Ю, П-ПОА-ЗО или П-ПОА-50 из алю- миниевого сплава марки АПЗ (см. табл. 6.7). Протекторы типов П-ПОМ-4 и П-ПОМ-Ю используются также для защиты ла стоян- ках судов с корпусами из алюминиевых сплавов, не оборудован- ных стационарными оротекторами. Требуемое для защиты объекта количество подвесных протек- торов рассчитывают из условия равномерного распределения тока по защищаемой поверхности с использованием формулы для тока одного протектора (см. табл. 6.17). Протекторы подве- шивают с борта на глубине 2—3 м ниже днища, равномерно по длине корпуса и симметрично с каждого борта. Их монтаж осу- ществляется в соответствии с типовым узлом крепления (см. табл. 6.8). При применении подвесных протекторов предусматри- вается периодическое измерение в процессе эксплуатации по- тенциала корпуса с помощью переносного электрода сравнения и переносного прибора. Заданный защитный потенциал поддер- живается изменением количества подключенных протекторов. 7. КОМПЛЕКСНАЯ ЗАЩИТА СУДОВ ОТ КОРРОЗИИ И ОБРАСТАНИЯ 7.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ На подавляющем большинстве судов транспортного и про- мыслового флотов используются комплексные методы защиты от коррозии корпусных конструкций. Как правило, они представ- ляют собой оптимальное сочетание электрохимических методов, лакокрасочных покрытий, ингибиторов и других методов. 105
Имеется большая группа судов (ледоколы, суда ледового плавания), морских сооружений (различные средства освоения Мирового океана) и конструкций (гребные винты, направляющие насадки), для которых рекомендуемые методы защиты недоста- точно надежны. Поэтому ниже они не рассматриваются или реко- мендуются только для решения вопроса снижения скорости кор- розии. Принципиально новыми являются физико-химические методы защиты от обрастания. Они имеют самостоятельное значение и часто используются в сочетании с методами защиты от коррозии. Это явилось основанием для рассмотрения их в настоящей главе. Особое место занимают методы защиты судов и сооружений от электрокоррозии. Они не являются составной частью комплекс- ных методов и применяются, как правило, для предотвращения электрокоррозии стационарных судов и сооружений, при стоянке судов «"поэтому рассматриваются самостоятельно в следующей главе. 7.2. РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 7.2.1. Основные принципы Надежность и долговечность судов и судовых конструкций во многом зависят от правильности решения в процессе проекти- рования задач, связанных с их коррозионной стойкостью, к ко- торым относятся: оценка агрессивности коррозионной среды и условий эксплуатации; выбор материалов конструкций и оценка технологии их обработки; оценка совместимости различных мате- риалов в конструкциях; рациональные методы конструирования; выбор оптимальных толщин элементов конструкции; выбор средств противокоррозионной защиты. Только учет всех влияющих на коррозионную стойкость факторов на стадии проектирования может обеспечить оптималь- ное сочетание основных эксплуатационных показателей судов и их конструкций, изделий и деталей. При решении перечислен- ных задач в первую очередь следует руководствоваться действую- щей нормативно-технической документацией, регламентирующей вопросы защиты судов от коррозии на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации. 7.2.2. Оценка агрессивности коррозионной среды и условий эксплуатации В процессе проектирования судов анализу подлежат характе- ристики коррозионной среды и эксплуатационные факторы. При эксплуатации судовых конструкций в морской и пресной воде учитывают соленость воды, ее электропроводность, температуру, содержание кислорода и сероводорода, наличие пар дифферен- циальной аэрации, величину pH, периодичность воздействия 106
воды, скорость потока, наличие и вид обрастания, наличие агрес- сивных загрязнений, воздействие льда и механические воздей- ствия, наличие в воде абразива, кавитацию, наличие щелей, застойных зон, анодной или катодной поляризации. Если судно предназначено для транспортировки нефтепро- дуктов, принимают во внимание химический состав груза, состав подтоварной воды, ее температуру, состав газовыделений, пе- риодичность мойки цистерн, агрессивность моющих растворов, их эрозионное воздействие, механические воздействия и пр. При учете атмосферных условий оценивают влажность, тем- пературу, периодичность и продолжительность увлажнения, пе- риодичность и продолжительность конденсации влаги, содержа- ние хлоридов, двуокиси серы, продолжительность и интенсив- ность солнечной радиации, механические воздействия и т. п. Указанные факторы, влияющие на коррозию судовых кон- струкций, и в ряде случаев скорости коррозии приведены в п. 2,3. Вопросы, связанные с учетом этих факторов при проектировании судов и выборе средств противокоррозионной защиты конкретных судовых конструкций, рассматриваются ниже. 7.2.3. Выбор материалов и оценка технологии их обработки При выборе металлических материалов для изготовления судо- вых конструкций учитывают (табл 7-2): соответствие характе- ристик материала функциональному назначению конструкции; стойкость к коррозии в конкретных условиях эксплуатации конструкции; склонность к специфическим видам коррозии; влияние режимов обработки на коррозионную стойкость и коррозионно-механическую прочность материала; технологич- ность материала; дефицитность; стоимость; внешний вид. Кроме этого, учитываются агрессивность коррозионной среды, условия эксплуатации, возможность применения различных средств противокоррозионной защиты, расходы по изготовлению конструкции и поддержанию ее в рабочем состоянии в период эксплуатации. При выборе неметаллических материалов должны выполняться следующие основные требования: электроизоляционные материалы, используемые для изоляции разнородных металлов, должны обеспечивать необходимое со- противление между сопряженными металлами во всем диапазоне изменения параметров среды и условий эксплуатации; химический состав неметаллических материалов не должен оказывать вредного коррозионного воздействия на металлические конструкции (такое воздействие оказывают, например, свободная сера в вулканизированной резине или хлориды, содержащиеся в асбестовой изоляции); при контакте поверхностей металла с неметаллами (тепло- изоляционными материалами, войлоком, древесиной, пробкой. 107
бумагой и др.) последние не должны способствовать увлажнению поверхности металла (при использовании гигроскопичных мате- риалов между ними необходимо нанести гидрозащитный слой). Оценке на пригодность к использованию в конструкциях подвергаются не только сами материалы, но и методы их тех- нологической обработки, которые не должны оказывать суще- ственного отрицательного влияния на коррозионную стойкость и коррозионно-механическую прочность материала. Анализу под- лежат следующие технологические операции: сварка; тепловая, плазменная, лазерная резка; холодное и горячее деформирование; термообработка; механическая обработка; наклеп; химическая обработка (травление, обезжиривание и пр.); пайка; нанесение гальванических, химических, горячих, газотермических и других металлических и конверсионных покрытий. Допустимость того или иного метода технологической обра- ботки определяется обычно экспериментально. 7.2.4. Оценка совместимости материалов в конструкциях Соединение разнородных металлов следует допускать только тогда, когда это продиктовано функциональными требованиями или другими важными соображениями. В этом случае необходимо прежде всего попытаться выбрать металлы, которые образуют совместимые сочетания (табл. 7.1). 7.2.5. Рациональные методы конструирования Наряду с правильным выбором материала и технологии его обработки, и исключением недопустимых контактов металлов существенное влияние на коррозионную стойкость, надежность и долговечность отдельных конструкций и судна в целом оказы- вают конструктивные решения. В процессе конструирования необходимо оценивать и выбирать конструктивные решения, обеспечивающие: устранение контактной коррозии и щелевой коррозии в узких зазорах; исключение застойных зон; снижение разрушающего действия потока коррозионной среды; устранение коррозионно-механических разрушений конструкций. К этим решениям относятся также уменьшение конденсации влаги; обеспечение доступа для применения и возобновления средств противокоррозионной защиты конструкций. 7.2.5,1. Общие правила дляЗустранения контактной коррозии Если нельзя отказаться от применения разнородных металлов, следует по возможности выбрать металлы, которые образуют совместимые сочетания (см. табл. 7.2). Сопрягаемые поверхности разнородных металлов должны быть разъединены электрически с помощью изоляционных прокладок, шайб, втулок (рис. 7-1). Место контакта разнородных металлов следует по возмож- ности удалять от коррозионной среды (рис. 7.2). 108
Детали, имеющие большую поверхность, следует изготовлять из анодного материала. При использовании плакированных металлов следует надежно изолировать их торцы от коррозионной среды. Рис 7 1. Электрическое разъединение конструк- ций из разнородных мате- риалов: а — болтовое сое- динение конструкций; б — фланцевое соединение труб; в — штуцерное сое- динение труб. 2 — разъединяемые кон- струкции; 3 — изолирующие детали (прокладки, шаббы, нгулки); 4 — труба: 5 — штуцер; 6 — накидная гай- ка; 7 — ниппель; 8 — изо- лирующая прокладка; 5 — изолирующая втулка. При конструировании следует всегда стараться отвести влагу от контактных пар (рис. 7.3). Для изготовления электроизолирующих прокладок не следует применять пористые материалы. При проектировании судовых систем не следует располагать по потоку трубы из медных сплавов перед трубами из стали или алюминиевых сплавов. При нанесении на разнородные металлы защитных металли- ческих покрытий металл покрытия должен быть анодным по от- 109
ношению к обоим контактируемым металлам или по крайней мере по отношению к катодному металлу пары. Сварочные электроды по химическому составу и электрохими- ческим характеристикам должны быть совместимы с основным металлом. Электроизоляция сопряженных деталей может усложнять конструкцию и ослаблять ее; в этом случае можно использовать более доступные методы защиты: окраску сопряженных деталей; электрохимическую защиту; окраску в сочетании с электрохими- ческой защитой; металлические покрытия; применение в кон- струкции «жертвенного» участка из анодного материала, показан- ного на рис. 7.4 (см. п. 7.7.6.4); уменьшение агрессивного воздей- ствия коррозионной среды (введение ингибиторов, обессоливание, обескислороживание и др-). В особо сложных случаях следует использовать электрическое разъединение разнородных металлов в сочетании с другими средствами противокоррозионной защиты (см. рис. 7.2, б). 7.2.5.2. Общие правила для устранения щелевой коррозии По возможности следует избегать образования в конструкциях узких зазоров и щелей. При наличии в конструкциях щелей и зазоров их следует заполнять уплотняющими материалами, надежно изолирующими поверхность металла от коррозионной среды- Соедмпецие конструкций внахлестку следует располагать таким образом, чтобы агрессивная среда действовала снизу. Прокладки между деталями не должны выступать за пределы соединяемых поверх- ностей (рис. 7.5). Рис. 7.5- Устранение щелевой коррозии при установке прокладки: а — неправильное; б — правильное по
Сварку встык следует предпочитать сварке внахлестку. По возможности необходимо избегать применения прерывистых сварных швов. Сварные соединения более предпочтительны, чем клепаные. Если существует опасность щелевой коррозии, не следует применять в конструкциях металлы, склонные к щелевой кор- розии (коррозионно-стойкие стали, алюминиевые сплавы). При уплотнении зазоров не допускается применение пористых и гигроскопических прокладоч- ных материалов. Резьбовые соединения перед сборкой рекомендуется покры- вать консистентной смазкой. Для предупреждения щеле- вой коррозии в широких зазо- рах следует применять смазки с противокоррозионными до- бавками. 7.2.5.3. Общие правила для устранения застойных зон На поверхностях конструк- ций не должна собираться и удерживаться коррозионная среда. Следует избегать не имею- щих стока углублений, в ко- торых собираются жидкости и твердые отходы. Сточные уг- лубления, шпигаты и сточные Рис. 7.6 Устрансвме застойных зон; а — неправильное б — правильное. отверстия должны располагаться на возможно более низком уровне, чтобы обеспечить полный сток (рис. 7-6). Выбирая оптимальное положение шпигата, нужно принимать во внимание движение судна. При проектировании судовых трубопроводов следует избе- гать выступов и тупиков, образующих застойные зоны, по воз- можности предусматривать наклон трубопроводов по направлению к выходным отверстиям. Необходимо предусматривать установку сливпых пробок на участках трубопроводов, где может скап- ливаться жидкость (см. рис. 7.6). Внутренние поверхности цистерн и отсеков должны иметь наклон в сторону сточных отверстий (см. рис. 7.6). Необходимо предусматривать вентиляцию помещений, ци- стерн, отсеков, где может скапливаться жидкость, в том числе конденсационная влага. Теплоизоляция внутренних судовых помещений должна быть рассчитана таким образом, чтобы препятствовать образованию конденсата на металлических поверхностях.
При установке панельной ныносной теплоизоляции помещений должна обеспечиваться циркуляция воздуха (желательно подо- гретого) в пространстве между металлической стенкой и изоля- ционным материалом. 7.2.5.4. Общие правила для снижения разрушающего действия потока коррозионной среды Следует по возможности придавать конструкциям формы, способствующие снижению чрезмерной скорости и турбулентности потока, исключению яв- ления кавитации. Следует избегать раз- мещения руля в зоне ин- тенсивной турбулентности потока, создаваемого греб- ными винтами. Необходимо по возмож- ности избегать примене- ния дроссельных клапа- нов, шайб и других по- добных регулирующих ус- тройств. Элементы судовых кон- струкций и систем должны обеспечивать плавное из- менение давления. Для регулирования по- тока жидкости устройства типа трубки Вентури пред- почтительнее дроссельных шайб (рис. 7.7). Не следует устанавли- вать в трубе диафрагм или других уменьшающих сечение потока элементов в непосредственной бли- зости от погибов, .тройников и т. п. (см. рис. 7.7). В трубопро- воде следует придавать конусность переходу от одного отвер- стия к другому (см. рнс. 7.7). Радиусы погибов труб должны быть возможно большими, причем чем выше скорость потока, тем больше должен быть радиус погиба. Следует избегать Т-образных отводов труб, предпочтительнее сглаженные и боковые отводы (см. рис. 7.7). Нельзя допускать соединений с неполной и неточной под- гонкой (см. рис. 7.7). Опорные вкладыши в сварных трубопроводах следует изго- товлять с фасками (см. рис. 7.7). 112
Впускные и выпускные патрубки цистерн и емкостей не должны выступать внутрь емкости, чтобы не усиливать турбу- лентность потока. В необходимых случаях в условиях ударного воздействия по- тока следует предусматривать съемные козырьки и дефлекторы. 7.2- 5.S. Общие правила для устранения коррозионно-механических разруш?ни й Механические нагрузки, действующие на конструкции, экс- плуатирующиеся в агрессивной коррозионной среде, должны вызывать только упругие деформации. Время до разрушения конструкции резко сокращается при напряжениях, составляющих 50—9О'% предела текучести материала. Для нагруженных и ответственных конструкций не следует использовать материалы, склонные к коррозионному растрески- ванию и коррозионной усталости; если это неизбежно, то следует применять необходимые средства противокоррозионной защиты. Следует избегать ослабления нагруженных конструкций над- резами, резким изменением сечения, острыми углами, канав- ками, шпоночными пазами, отверстиями и другими концентра- торами напряжений. В условиях вибрации следует избегать использования закле- почных соединений. Для снижения концентрации напряжений следует скруглять внутренние и наружные углы конструкций. Необходимо использовать такие техноло! ичегкие методы обработки материала, которые создают минимальные остаточные растягивающие напряжения в конструкциях, а также методы, устраняющие ваводорожнвание металла. Необходимо исключать несоосность сечений, соединяемых заклепками, болтами или сваркой. Следует исключать наложения рабочих и остаточных напря- жений в конструкции. Необходимо компенсировать тепловые расширения трубопрово- дов за счет введения компенсаторов или гибких шлангов. За счет электроосаждения олова, кадмия, хрома, цинка, никеля необходимо повышать усталостную прочность металлов. Повышение коэффициента трения (например, увеличением шеро- ховатости поверхности) уменьшает опасность фреттинг-коррозии. Нанесение фосфатных покрытий и пористых металлических покрытий в сочетании с применением смазок способствует умень- шению фреттинг-коррозии. <5 В конструкциях, работающих в условиях циклических на пряжений, следует стараться использовать материалы с повышен- ными пластичностью и ударной вязкостью. Для образования в конструкциях напряжений сжатия сле- дует предусматривать их термическую обработку, наклеп, об- катку, обжатие, галтовку и др. из
В конструкциях следует устранять элементы, передающие вибрацию. При катодной защите конструкций необходимо контролиро- вать потенциал металла, чтобы избежать недопустимой степени наводор’оживан и я. 7.2.5.6. Выбор оптимальных толщин элементов конструкций Толщину листов связей необходимо определять в соответ- ствии с правилами Регистра СССР, с учетом обеспечения проч- ностных характеристик судовых конструкций и судна в целом, а также их нормативного износа вследствие коррозии. На основании данных об условиях эксплуатации судовых конструкций устанавливают ожидаемый фактический износ эле- ментов связи для случая, когда средства зашиты от коррозии не предусмотрены. Сопоставлением фактических износов с данными о норматив- ных взносах определяют элементы связи, для которых необ- ходима зашита от коррозии. Можно также допустить эксплуата- цию конструкций без защиты или уменьшить нормативный износ, т. е. снизить толщину элементов связи. Определяют фактический износ элементов связей при приме- нении различных средств зашиты от коррозии. Если фактический износ при использовании средств защиты окажется меньше нор- мативного, то можно снизить строительные толщины судовых конструкций. Рациональное проектирование судовых копструкций, приме- нение и своевременное возобновление эффективных средств за- щиты от коррозии создают возможность снижения строительных толщин конструкций на 10—30 ?6. 7.3. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ КОНСТРУКЦИЙ, ВЫСТУПАЮЩИХ ИА ПОДВОДНОЙ ЧАСТИ КОРПУСОВ СУДОВ Рассматриваемые судовые конструкции (винторулевой ком- плекс, крыльевые устройства, элементы крыльчатых и водо- метных движителей) требуют индивидуального подхода к решению задачи защиты от коррозионных разрушепий. Для большинства элементов используют комплексные способы защиты. Варианты защиты определяются условиями эксплуатации судовых коп- струкций, возможностями средств защиты и предъявляемыми к ним требованиями. Часто для унификации и надежности обяза- тельным элементом комплексной защиты является общая система защиты от коррозии подводной части корпуса. Как правило, к средствам защиты конструкций, расположенных на подводной части корпуса, предъявляются более высокие требования, чем к средствам защиты корпуса. Выбор и проектирование комплексных методов защиты от коррозии требуют высокой квалификации, так как небольшие 114
конструктивные изменения, изменение условий эксплуатации и некоторых других показателей приводят к необходимости вносить коррективы в известные регламентируемые способы защиты. Поэтому в табл. 7.3 даны варианты защиты конструкций. Наиболее приемлемый в копкоетном случае вариант определяет проек- тировщик. 7.4. ЗАЩИТА [ОТ КОНТАКТНОЙ КОРРОЗИИ СОПРЯЖЕНИЙ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ} ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ На каждом судне имеется большое количество сопряжений из разнородных металлов, в которых конструкция из менее бла- городного металла подвержена в зоне контакта интенсивной кор- розии (табл. 7.4). Основным способом предотвращения контакт- ной коррозии является электроизоляция конструкций из разно- родных металлов. Если такой способ неосуществим, в каждом конкретном случае выбираются наиболее эффективные методы. Для облегчения решения этой задачи в табл. 7.5 представлены примеры защиты от контактной коррозии. 7.5. ЗАЩИТА [ОТ КОРРОЗИИ НАДВОДНОГО БОРТА, ПАЛУБЫ [И НАДСТРОЕК Особенности условий эксплуатации рассматриваемых кон- струкций и вызываемые ими коррозионные разрушения ослож- няют решение задачи их защиты от коррозии. Основными мето- дами являются рациональное конструирование путем выбора материалов и исключения застойных зон, электроизоляция кон- струкций из разнородных металлов и применение соответствую- щих покрытий (табл. 7.6). 7.6. ЗАЩИТА ТАНКОВ ;и ЦИСТЕРН СУДОВ И ПЛАВУЧИХ СРЕДСТВ 7.6.1. Допустимый коррозионный износ При проектировании судов предусматривается запас толщины корпусных конструкций на коррозию AsK. С учетом срока службы судна Т допустимый коррозионный износ составляет Ул = А$к/Т и соответствует максимально допустимой скорости коррозии Кд. Различные стороны корпусных конструкций танков могут иметь неодинаковую скорость коррозии. На практике учитывается односторонний допустимый коррозионный износ, данные о кото- ром представлены в табл. 7.7—7.10. Для корпусных конструкций танков, представляющих собой сочетание элементов связей раз- личной толщины, допустимый коррозионный износ принимается по минимальной толщине. Рассмотренные данные для внутренней поверхности получены из условия, что скорость коррозии с наружной стороны, мм/год: верхней палубы — 0.04, бортовой обшивки — 0,075; днищевой обшивки — 0,05. 115
7.6.2. Фактический коррозионный износ Незащищенные корпусные конструкции имеют коррозионный износ Уф, зависящий от агрессивности среды и длительности ее воздействия, определяемый по формуле Уф — K/i, где kK =- 1,04-1,2 — коэффициент, учитывающий частоту смены среды, температуру и другие нерегламентируемые факторы; f\t — усредненные скорости коррозии в различных средах (см. табл. 7.7) — для судна с грузом с балластом для паро- газовой фазы подтоварной воды Ке; tt — относительная продолжительность воздействия среды (Zrp, /о- 4. 4)- Танки и цистерны делятся на следующие группы: порожние, на внутренние поверхности которых воздействует только морская атмосфера; балластные, находящиеся под периодическим воздействием забортной воды и морской атмосферы или под одновременным воздействием этих сред в условиях неполного заполнения заборт- ной водой,- грузовые, не предназначенные для сырой нефти, подвергаю- щиеся периодическому воздействию груза и парогазовой фазы или одновременному воздействию этих сред в условиях неполного заполнения грузом; грузовые для сырой нефти, находящиеся под периодическим воздействием груза, подтоварной воды и парогазовой фазы, или под одновременным воздействием сред в условиях неполного заполнения грузом; грузобалластные (как исключение) и топливно-балластные, на внутренние поверхности которых наряду со средами для послед- них двух случаев периодически воздействует забортная вода. Фактический коррозионный износ грузового танка для нефте- продуктов ! ВД; днища грузового танка для сырой нефти 4' - Й (Л'гг КЛ + КЛ); балластного танка Гф1 — k»1 (Keif, +^Сп*п);. грузобалластного танка для нефтепродуктов О' -- k" +ы, 4- Л'А); дниша грузобалластного танка для сырых нефтей Уф £ (Krp/rp -I- K6t% -I- кв4 - 116
Здесь Ац = 1,0 для темных нефтепродуктов. А„ — 1,2 для светлых нефтепродуктов; k1'. А”1, А„\ А„ соответственно равны 1,1; 1,1; 1,2; 1,2. Для регламентированных условий эксплуатации танков можно воспользоваться данными табл. 7.11; для нерегламентируемых условий, когда /Q и tt не могут быть определены, принимается фактический износ по табл. 7.12. 7,6.3g Системы зашиты от коррозии Выбор системы защиты от коррозии осуществляют исходя из двух принципов. Первый, традиционный, основан на снижении фактического износа до допустимого Уф с Уя. Второй, наиболее прогрессивный, предусматриваемый при проектировании судов, основан на снижении Уф до минимально возможной технико- экономически обоснованной величины износа V$, значительно меньшей Уд. При этом, по согласованию с Регистром СССР, на величину (Уд — Уф) Т снижают строительную толщину корпусных конструкций Системы защиты от коррозии танков и цистерн представлены в табл. 7.13. При выборе систем защиты необхо- димо иметь в виду, что по мере повышения сложности, снижения надежности и экономичности они располагаются в следующем порядке: II, 1, IX, X, III, VIII, VII, IV, VI, V. Если Уф J> Уд, необходимо рассчитать фактический корро- зионный износ Уф. s при применении способов защиты, восполь- зовавшись указанным рядом и коэффициентами, приведенными в табл. 7.13: Уф.я — АНЁ MtKtti- Представленные данные до- статочны для выбора оптимальной системы защиты. Порядок выбора для некоторых конструкций представлен в табл. 7.14 Выполненные расчеты показывают, что защита от коррозии об- шивки днища танков нефтеналивных судов, предназначенных для транспортировки темных нефтепродуктов, не требуется, так как Уф — 0,05 меньше Уд =- 0,146 мм. Для I и V случаев доста- точно применения протекторной защиты. Днище танков для светлых нефтепродуктов должно быть защищено лакокрасочными покрытиями. Коррозия днища балластной цистерны рыболовного судна предотвращается при использовании протекторной защиты в сочетании с лакокрасочными покрытиями. Для танков и цистерн судов, условия эксплуатации которых при проектировании не регламентируются, предусматривается комплексная система защиты — протекторная в сочетании с лако- красочными покрытиями 7.6.4. Технические характеристики элементов систем зашиты 7.6.4.1. Протекторная защита Материал протекторов — сплавы, состав и свойства которых представлены в табл. 6.2—6.6. Конструкции и типоразмеры про- текторов приведены в табл. 6.7, 6.8. 117
Протекторы из цинковых сплавов предназначены для грузо- вых танков сырой пефти, грузобалластных танков, топливных и топливно-балластных цистерн, протекторы из алюминиевых сплавов — только для взрыве-, пожаробезопасных танков и ци- стерн. Срок службы протекторной защиты может быть выбран любым. Оптимальным является срок службы до большого ремонта (8—12 лет). Исходными данными для выбора протектора служат диа- граммы. представленные на рис. 7.8 район плавания судна Рис. 7.8 Срок службы протекторов в зависимости от длительности балластирования морской водой соленостью 5—11 (а). 12—25 (б) и 10 %в (в>. ТИПЫ протекторов: П-КОА-1 (1). П-КОА-3 (»), П-КОА-5 (31. П-КОА-8 (4). Z7-KOA-I2 (5), ПКОА20 (S). П-КОЦ-18 (7). П-КОЦ-36 (8) (соленость балластной воды), длительность балластирования и требуемый срок службы протекторов. Порядок выбора типа протекторов. 1. По данным о районе плавания судна — солености балластируемой морской воды — выбирают рисунок (см. рис. 7.8). 2. По точке пересечения координат, соответствующих требуемому сроку службы Т и длительности балластирования определяют тип протектора. Если точка пересечения не совпадает ни с одной из кривой, то тип протектора выбирается по ближайшей по верти- кали вышестоящей кривой. Пример 1. Защищаемая конструкция - балластная цистерна сухогрузного судна. Район плавания — оксан; соленость зады 30—35 °/оо- Длительность бал- ластирования — 35 % общей продрали геяьности эксплуатации. Требуемый срок службы — 8 лет Точке пересечения данных значений Т и /о *и Рис ? 8. в соответствует про- тектор типа П-КОА-3 Пример 2 Защищаемая конструкция — грузобллластпый танк нефтеналив- ного судна. Район плавания — Черное море, соленость воды — 18 ®/00 Длитель- ность балластирования — 50 °е. Требуемый срок службы - 12 лет. П8
Рассматриваемому примеру соответствует диаграмма на рис. 7 8. б По точке пересечения Т < {< определяем протектор - типа П-КОЦ 36. Зона защитного действия протекторов определяется по табл. 7.15. Количество протекторов устанавливают как частное от деле- ния площади защищаемой поверхности (корпуса и набора) на зону защитного действия протектора. Размещение протекторов должно быть равномерным по всей поверхности. В каждом от- Рис. 7.9. Схемы расположения про- текторов в балластных танках иа бортовом (а) и днищевом (б) пере- крытиях “>гг-!--П C l Рис 7 10 Схемы расстановки протекторов на бортовых пере- крытиях с продольной (а) и по- перечной (б) системами набора. бортовые стрин- 1 — протек геры; 3 — ...—. ..... шпангоуты; 5 — днищевые стрингеры; 6 — продольные днищевые балки 7 — флоры I — протектор. 2 — продольные Сор- говые баллы, 3 — рамные шпангоу- ты. 4 — шпангоуты. 5 — бортовые секе танка и цистерны, образованном продольным и поперечным набором, устанавливается не менее одного протектора. На рамных связях протекторы размещают на расстоянии, равном высоте основного набора от наружной обшивки. В форпике и ахтерпике протекторы устанавливают на промежуточных плат- формах, флорах и брештуках; в грузовых танках для сырой нефти — в местах скопления подтоварной воды на днищевой обшивке, втором дне, стенках днищевых продольных балок на расстоянии 60 мм от наружной обшивки до нижнего края протектора. Примеры размещения протекторов показаны на рис. 7.9: 7.10. 7.6.4.2. Лакокрасочные покрытия Для защиты от коррозии танков и цистерн применяются лако- красочные материалы типа Б-ЭП, самостоятельно и в сочетании с протекторной защитой (см. табл. 4.15). 119
7.6.4.3. «Инертные» газы Под «инертными» газами подразумеваются очищенные и осу- шенные продукты сгорания топлива на судах (табл. 7.16), отхо- дящие от котельных и двигателей внутреннего сгорания. Для полу- чения «инертных» газов могут быть использованы автономные газогенераторы. Для защиты от коррозии рекомендуются системы I и II, ука- занные в таблице. Система III обеспечивает пожаро-, взрыво- безопасность, при этом требования по предотвращению коррозии не учитываются. Последняя система недопустима при наличии в танках сероводородсодержащих газов. В этом случае система III может вызвать дальнейшее усиление коррозии (с выраженным язвенным характером) — до 0,5—1,0 мм/год. Системы «инертных» газов экономически предпочтительны на танкерах, где их устанавливают, чтобы обеспечить пожаро-, взрывобезопасность. Перспективными являются автономные газо- генераторы для всех типов судов. Они позволяют получать газы, практически не содержащие SOa при концентрации О2 < 1 %. Чтобы предотвратить попадание воздуха в танки п цистерны, в них создается избыточное давление. Срок службы системы должен соответствовать сроку службы судна. 7.6. '4.4. Ингибиторы коррозии Рекомендуются в составе комплексных систем защиты — в сочетании с протекторами. Состав: ингибитор марки ОЭДФК (оксиэтилидендифос- фоновая кислота) и сульфат цинка ZnSO4 в соотношении 1:1. Концентрация 0,001—0,002 ?• по массе (10—20 мг/л). Защитная плотность тока — 10 мА/м2. Степень защиты — 90—95 %. Порядок введения: первоначально вводят ZnSO4, затем ОЭДФК. Ингибиторы коррозии не опасны для экологии бассейнов. Каждый ингибированный осадок обладает эффектом последей- ствия — предотвращает коррозию во влажной атмосфере после удаления из танков и цистерн забортной морской воды. К само- стоятельному применению ингибиторы не рекомендуются вслед- ствие большого расхода. 7.6.4.5. Особые условия и требования Для проведения работ ганки нефтеналивных судов дотжны быть провентилированы. В них должно содержаться кислорода не менее 19 °о по объему. Содержание взрывоопасных паров не должно превышать норм по ГОСТ 12.1.005—76. Эти же требова- ния предъявляются к состоянию цистерн и танков, в которых находились «инертные» газы. Должны строго соблюдаться правила безопасности труда, производственной санитарии и другие требования, диктуемые родом выполняемых в танках и цистернах работ. 120
7.6.4.6. Замечания Типовые комплексные системы защиты позволяют уменьшить коррозионный износ корпуса и корпусных конструкций танков и цистерн до 0,1 Уд. В этом случае можно снизить строительную толщину листов обшивки корпуса и набора на 1,5—8,0 мм в за- висимости от толщины листов, типа судна и условий эксплуатации танков и цистерн. 7.7. ЦЗАЩИТА СУДОВЫХ СИСТЕМ ОТ КОРРОЗИИ 7.7.1» Материалы и коррозионная стойкость труб в морской воде В зависимости от назначения и транспортируемой среды судо- вые трубопроводы могут быть разделены на пять основных групп: морской холодной и горячей воды, пресной холодной и горячей воды, свежего и отработавшего пара, топлива и масла, воздушные. Применяемые в общесудовых системах и системах судовых энергетических установок материалы труб, а также условия работы и основные нормативные документы, регламентирующие технические требования, сортамент и химический состав при- ведены в табл. 7.17. 7.7.1.1. Углеродистые стали без покрытия Углеродистые стали марок 10 и 20 без покрытия применяются для труб холодной морской воды, холодной и горячей пресной воды, пара, топлива, масла и воздуха (см. табл. 7.17). В спокойной морской воде скорость общей коррозии угле- родистых сталей при температуре 20—25 °C составляет 0,05— 0,16 мм/год. Интенсивность коррозии углеродистых сталей сравни- тельно мало зависит от состава морской воды в различных райо- нах Мирового океана. Скорость язвенной коррозии углеродистой стали в морской воде в первые два года в 8—10 раз больше ско- рости общей коррозии; однако приблизительно через 2 года скорость язвенной коррозии в спокойной морской воде стано- вится близкой к 0,20 мм/год. В потоке морской воды скорость язвенной коррозии труб из углеродистых сталей в несколько раз выше скорости язвенной коррозии труб в спокойной морской воде, причем основными фак- торами, определяющими коррозионную стойкость труб, являются скорость потока, конструктивно-технологическое исполнение эле- ментов, оказывающее существенное влияние на доставку кислорода к внутренней поверхности Tpv6, и температура морской воды (табл. 7.18). Скорость коррозии труб из сталей марок 10 и 20 без покрытия в различных средах не превышает, мм/год: в перегретом и сухом паре, питательной воде, масле, топливе и воздухе — 0,10, в прес- ной воде и конденсате — 0,20, отработавших газах — 0,30, отра- ботавшем паре — 0,50. 121
7.7.1.2. Чугуны Трубы из чугуна с шаровидной формой графита рекомендуются для грузовой и зачистной систем, системы мойки танков. Чугун с шаровидной формой графита ЧШГ, называемый также высокопрочным, обладает повышенными механическими и корро- зионными свойствами по сравнению с обычным серым чугуном. Легирование чугуна добавлением 1,5 % X’i улучшает пластиче- ские свойства материала, по не оказывает существенного влияния на его коррозионную стойкость. Заметное улучшение механиче- ских свойств и коррозионной стойкости получают введением в чугун около 20 % Ni и 0,05—0,10 % Мп. Химический состав чугунов различных марок приведен в 'табл. 7.19. В спокойной морской воде скорость коррозии серого, высокопрочного и низколегированного чугуна не превышает 0,50 мм/год, чугуна с содержанием более 13 % никеля — 0,05 мм/год. В потоке морской воды серый, высокопрочный и низколеги- рованный чугун подвергается графитизации, приводящей к зна- чительной язвенной коррозии. Данные по коррозионной стой- кости чугунов в потоке морской воды приведены в табл. 7.20. В деаэрированной морской воде скорость коррозии легиро- ванного чугуна с 2 % Ni при температуре 50 °C в 2 раза, а при температуре 100 °C в 5 раз выше скорости коррозии чугуна с 18 % Ni. 7.7.1.3. Коррозионно-стойкие стали Для трубопроводов, транспортирующих морскую воду, трубы из коррозионно-стойких сталей не применяются из-за склонности их к питтинговой коррозии. В условиях непрерывного потока морской воды со скоростью свыше 1,5 м/с постоянный приток кислорода способствует пассивации коррозионно-стойких сталей и общая скорость коррозии их не превышает 0,03 мм/год; однако в спокойной или медленно движущейся морской воде скорость питтинговой коррозии может достигать 2,0—3,0’мм/год. В среде дистиллированной и пресной воды, пара, воздуха и легкого топлива трубы из коррозионно-стойких сталей практи- чески не корродируют, и защита их от коррозии в этих средах правилами и нормами проектирования не предусматривается. 7.7.1.4. Медь и сплавы на медной основе Т Медь и медно-никелевые сплавы являются основными мате- риалами, применяемыми для трубопроводов судовых систем, транспортирующих морскую воду. Коррозионная стойкость меди и ее сплавов в этой среде в значительной степени зависит от нали- чия на внутренней поверхности труб защитной пленки закиси меди и других нерастворимых продуктов коррозии, также обла- дающих защитными свойствами. 122
В спокойной морской воде скорость общей коррозии труб из меди и ее сплавов не превышает 0,07 мм/год (табл. 7.21). В замкну- тых системах, где происходит полное удаление кислорода из воды, скорость коррозии сплавов на медной основе составляет менее 0,01 мм/год. Изменение температуры в интервале 20—80 °C практически не влияет на скорость коррозии медно-никелевых сплавов. Скорость потока морской воды является основным фактором, определяющим коррозионную стойкость трубопроводов, выпол- ненных из меди и сплавов на медной основе. В потоке морской воды коррозионные разрушения локализуются на определенных Рис. 7 11. Характер коррозионных разрушений труб из меди МЗр (в) и медпо-пикаяетого сплава МНЖ5-1 (б) в потоке морской вода участках трубопроводов: ответвлениях, отводах, районах путе- вых (фланцевых и штуцерных) соединений, в зонах контакта раз- нородных металлов (рис. 7.11). Основными причинами «струевой» коррозии являются: пре- вышение скоростей потока морской воды выше предельно допу- стимых значений; деформация потока в районах местных сопро- тивлений элементов трубопровода; дросселирование потока диаф- рагмами и арматурой; несвоевременная замена протекторов в усло- виях эксплуатации; эксплуатация трубопроводов в загрязненной морской воде. Интенсивность коррозионных разрушений трубопроводов в мор- ской воде определяется маркой материала труб, скоростью по- тока морской воды, конструктивно-технологическим исполнением и внутренним диаметром труб. Медь МЗр. Данные о коррозионной стойкости элементов трубопровода I—3-й категорий (см. табл. 7.18), изготовленных из труб различного диаметра, приведены в табл. 7.22. Скорость коррозии прямых труб при скорости потока морской воды 1 м'с в 7—8 раз ниже скорости коррозии тройников. Скорость корро- зии элементов, изготовленных из труб с условным проходом Dy = 20, почти в 2 раза выше скорости коррозии таких же эле- ментов из труб с Dy = 80 мм. Медно-никелевый сплав МНЖ5-1. Скорость общей коррозии прямых труб в интервале скоростей потока морской 123
воды 1,5—5,0 м/с приблизительно в 4—5 раз, а в интервале 7— 10 м/с — в 10—11 раз больше, чем в спокойной морской воде. Скорость язвенной коррозии прямых труб через 3000—5000 ч (в зависимости от скорости потока морской воды) стабилизируется и составляет 0,05—0,10 мм/год. Данные о коррозионной стойкости элементов трубопровода 1—3-й категорий, изготовленных из труб различного диаметра, приведены в табл. 7.23. Максимальная скорость язвенной кор- розии — па трубах с условным проходом Dy —• 20 при всех скоростях потока морской воды, причем, например, при скорости потока 4,5 м/с скорость коррозии тройников с Dy =• 20 мм в 1,7 раза превышает скорость коррозии аналогичных элементов с Dy = 80 мм. Медно-никелевый сплав МНАЖМцб-0,8-0,8-0,6. Данные о коррозионной стойкости элементов трубопровода I— 3-й категорий, изготовленных из труб различного диаметра, при- ведены в табл. 7.24. Сравнение данных табл. 7.23 и 7.24 показывает, что при аналогичном образовании разрушений и характере изме- нения скорости язвенной коррозии во времени, скорость кор- розии сплава МНЖ5-1 превышает скорость коррозии сплава МНАЖМцб-0,8-0,8-0,6 в 3 раза при va = 3,5 и va = 5,0 м/с и в 1,6 рава при va = 2 м/с. Это объясняется образованием в мор- ской воде на внутренней поверхности трубы прочной защитной пленки, способной самопроизвольно восстанавливаться при по- вреждении. 7.7.1.5. Алюминиевые гплавы Алюминиевые трубы из сплавов марок АМгЗ и АМг5 приме- няют для трубопроводов морской и пресной воды, масла, топлива и пара на малых судах с корпусами из алюминиевых сплавов. При этом предельные температуры рабочей среды не должны превышать значений, приведенных в табл. 7.17. В спокойной морской воде алюминиевые сплавы подвергаются незначительной равномерной коррозии, скорость которой не превышает 0,02 мм/год (табл. 7.25); в отдельных случаях алю- миниевые сплавы в спокойной морской воде могут подвергаться питтинговой коррозии со скоростью до 0,10 мм/год. В потоке морской воды алюминиевые сплавы подвергаются питтинговой коррозии, скорость которой в зависимости от конструктивно- технологического исполнения элементов, кислородосодержания и загрязненное™ морской воды может изменяться от 0,2 до 0,8 мм/год. В пресной воде коррозия алюминиевых сплавов за- висит от состава растворенных в ней веществ. Так, присутствие в жесткой воде меди с содержанием 0,02 мг/л приводит к питтин- говой коррозии труб до 0,2 мм/год. В среде пара и воздуха ско- рость коррозии не превышает 0,01 мм/год. 124
7.7.2. Материалы и коррозионная стойкость арматуры и оборудования судовых систем в морской воде Рис. 7.12. Влияние обес- цинкования на потерю прочности латуней в мор- ской воде. Основные материалы деталей арматуры и оборудования судо- вых систем приведены в табл. 7.26. Данные о коррозионной стой- кости материалов, используемых для изготовления арматуры и оборудования систем, при скорости потока морской воды до 4 м/с представлены в табл. 7.27. Латупи Л90, ЛК80-ЗЛ и ЛО62-1 в морской воде подвергаются обесцинкованию, что приводит к потере прочности деталей. Для сплавов, содержащих 30 % по массе цинка и более, потеря прочности состав- ляет от 20 до 60 % (рис. 7.12). Скорость обесцинкования латуни может достигать 5 мм/год. В судовых системах примене- ние латуней ЛК80-ЗЛ и ЛО62-1 без про- текторной защиты недопустимо. Бронза БрАМц9-2 в морской воде под- вергается обезалюминиванию, скорость процесса достигает 2 мм/год, что, так же как и в случае обесцинкования, приво- дит к потере прочности. Применение бронзы БрАМц9-2 в морской воде без про- текторной защиты также недопустимо. Коррозионно-стойкая сталь для деталей насосов и сильфон- ных компенсаторов при скорости потока морской воды до 1,5 м/с подвергается питтинговой коррозии, скорость которой может достигать 2—3 мм/год; поэтому детали из коррозионно-стойкой стали, перечисленные в табл. 7.26, должны применяться только при условии обеспечения протекторной защиты. Скорость коррозии остальных сплавов в морской воде не пре- вышает 0,1 мм/год, и защита их по правилам и нормам проекти- рования не предусматривается. 7.7.3. Защита от коррозии в морской воде трубопроводов из углеродистых сталей 7.7.3.1. Цинкование труб Для защиты углеродистых сталей марок 10 и 20 от коррозии могут применяться горячий, гальванический и термодиффузион- ный способы цинкования. В судостроении наиболее широко распространен метод горячего цинкования, сущность которого заключается в погружении труб в ванну с расплавленным цин- ком при температуре около 450 °C. Горячему цинкованию под- вергают трубы, фасонные части, отводы и другие элементы, вы- полненные из углеродистой стали, а также фитинги из ковкого чугуна. 125
Рис. 7.13 Коррозионный износ (а) и ско рость коррозии (б) цинковых покрытий, нанесенных горячим (/), гальваническим (2), горячим с последующей термообработ- кой (5) и термодиффузиопиым (4) спосо- бами. Коррозия цинковых покрытий имеет равномерный характер. В полностью оцинкованном трубопроводе внутренняя поверх- ность труб покрывается светлыми продуктами коррозии, трудно растворимыми в воде. При наличии в трубопроводе элементов из стали или чугуна без покрытия продакты коррозии цинка, сме- шиваясь с гидроокисью железа, придают внутренней поверхности труб цвет ржавчины. При эксплуатации трубопроводов в морской воде происходит интенсивное окисление цин- кового покрытия. По мере образования защитного слоя продуктов коррозии и слоя солевого осадка скорость коррозионного износа умень- шается. Коррозионная стойкость цинковых покрытий зависит от способа их нанесения. Сравнительные Данные о кор- розионной стойкости прямых труб из стали марки 10, оцинкованных различными способами, в холодной мор- ской воде при скорости по- тока 3 м/с, представлены на рис. 7.13. Данные о кор- розионной стойкости элемен- тов трубопроводов различ- ного конструктивно-техноло- гического исполнения с цин- ковым покрытием, получен- ным горячим способом, приведены в табл- 7.28. Предельно допу- стимая скорость потока холодной морской воды элементов тру- бопроводов с цинковым покрытием составляет 3 м/с. 7.7.3.2. Эмалирование труб В судостроении в качестве защитных покрытий стальных тру- бопроводов наиболее широко применяют безгруитовые эмали марок 20 и 20Н (табл. 7.29). Эмалированию подвергают холоднотянутые трубы из стали с содержанием углерода не более 0,12 %. Химический состав материала труб —по ГОСТ 1050—74. В местах присоединения отростков, штуцеров, бобышек, фланцевых соединений должны быть предусмотрены плавные переходы радиусом не менее 3 мм (рис. 7.14). Острые кромки при этом должны быть притуплены и иметь радиус скругления не менее 4 мм. Технология эмалирова- ния труб включает в себя операции по химической обработке 126
(травление, промывку, нейтрализацию, сушку), нанесению шли- кера и термической обработке (обжиг) при температуре 820— 840 °C. Защитные эмалевые покрытия обладают целым рядом цепных качеств, к которым относятся гигиеничность, высокая коррозион- ная стойкость, хороший декоративный вид, высокая стойкость при повышенных температурах (до 250 °C). Недостатком эмалевых покрытий является чувствительность их к механическим ударам и натягам, что требует более точной пригонки труб при монтаже. Как в спокойной морской воде, так и в потоке стеклозмалевые покрытия практически не подвергаются корро- зионному разрушению. Допустимая скорость потока морской воды 5 м/с. Прогары, прижоги, сколы, трещины, риски и другие дефекты, нарушающие сплошность эмалевого покрытия, зна- чительно снижают коррозионную стой- кость труб. Скорость язвенной коррозии стальных труб в районе дефектов эмалевого покрытия в 2 раза выше, чем на стальных трубах без по- крытия. Если в процессе эксплуатации трубопровода дефекты эмале- вого покрытия отсутствуют, а также отсутствуют механические и вибрационные нагрузки, срок службы эмалевых покрытий в морской воде составляет не менее 10 лет. 7.7.3.3. Футерование труб В судовых системах, транспортирующих морскую и пресную воду, а также другие агрессивные среды, применяют стальные трубы, футерованные полиэтиленом низкой и высокой плотности. Под стальной, футерованной полиэтиленом трубой подразу- мевают двухслойную трубу, состоящую из металлической наруж- ной трубы (оболочки) и прилегающей к ней изнутри пластмассо- вой трубы (футеровки). Футерование металлических труб пласт- массами производится способом совместного волочения. Он заклю- чается в том, что пластмассовая труба свободно вводится внутрь металлической и совмещенные трубы подвергаются холодному волочению, в процессе которого зазор между трубами выбирается благодаря пластической деформации металлической оболочки. В настоящее время промышленностью поставляются для су- достроения стальные трубы марки 10, футерованные полиэтиле- ном низкой и высокой плотности с Dy от 20 до 200 мм. Максималь- ная температура рабочей среды 70 °C, давление 1,6 МПа. Футе- рующая оболочка в зависимости от диаметра имеет толщину стенки от 1,5 до 7 мм. На всю номенклатуру труб освоено произ- 127
водство фасонных частей, выполняемых преимущественно литьем под давлением (рис. 7.15, а). Основным видом фланцевого соеди- нения труб, футерованных пластмассами, является соединение на отбортовке металлической и пластмассовой частей копца трубы (рис. 7.15,6). В спокойной морской воде и в потоке со скоростью до 5 м/с внутренняя поверхность труб не Рис. 7.15. Элементы футерованных труб: д — футерованный тройник, б — фланце- вое соединение. подвержена коррозии; эро- зионные разрушения футе- рующего слоя появляются при скорости морского по- тока больше 20 м/с. Недостатки футерован- ных труб следующие: от- слоение футеровки от обо- лочки на трубах с радиусом погиба более 30°, что при- водит к нарушению сплош- ности футерующего слоя на внешней части погиба; обра- зование трещин в районе отбортовки полиэтиленовой оболочки; старение и усадка мате- риала футеровки, что вызывает охрупчивание материала и появ- ление трещин в районе отбортовки; сложность и нетехнологич- ность изготовления и монтажа нового трубопровода; необходи- мость применения стандартных элементов (тройников, отводов), исключающих участки с углами погибов сиыше 30°; трудность ремонта футерованных трубопроводов. Рис. 7.16 Схема защиты деталей корпусного насыщения полимерными покрытиями / — деталь корпусного насыщения (сталь); 2 — фланец трубы или кингстона (сплав не медной основе); 3 — покрытие. Рис. 7.17. Схема защиты труб осушительной системы. I — сетка фильтра; 2 — уреиленовое покрытие; з — корпус клапана (сплав на медной основе); 4 — приемная труба (сталь). 128
7.7.3.4. Защита полимерными покрытиями Полимерные покрытия служат для защиты от контактной коррозии в составе электроизолирующих соединений, от корро- зии деталей корпусного насыщения из стали (рис. 7.16), не име- ющих плакировки, а также от коррозионно-эрозионных разруше- ний элементов трубопроводов в потоке морской воды. Полимерные покрытия, применяемые для защиты от коррозии при темпера- туре морской воды до 40 °C, указаны в табл. 7.30. Схема защиты труб осушительной системы представлена на рис. 7.17. Для защиты стальных элементов трубопроводов, транспорти- рующих морскую воду с температурой от 40 до 100 °C, приме- няется пентапласт марки А-4. 7.7.4. Защита трубопроводов из меди и сплавов на медной основе в потоке морской воды Достигается ограничением скоростей потока морской воды в трубопроводе до значений, приведенных на рис. 7.18, обеспе- чивающих снижение скорости коррозии до 0,1 мм/гоД. Если скорости потока ограничить невозможно, то защиту трубопро- Рис. 7.18. Допустимые скорости потока морской вода в трубопроводе для эле- ментов 3-й категории. J — сплав МНАЖМцб-0.8-0.8-0.6: 2 - сплав МНЖ5-1; 3 — медь МЗр Рис. 7.16. Допустимые скорости потока морской вода для элементов 2-й ка тегории / — сплав МНАЖМцб С,8-0,8 0.6: 2 — сплав МНЖЭ-1. 3 медь МЗр водов от коррозионно-эрозионных разрушений обеспечивают с по- мощью защитных патрубков, протекторов и полимерных покры- тий. При этом скорости потока морской воды могут быть превы- шены и достигать значений, приведенных на рис. 7.19. Применение защитных патрубков. В ка- честве защитных патрубков используют тройники, четверники, отводы и прямые трубы, изготовленные литьем из бронз БрОЦ8-4 или БрАЖНМц9-4-4-1, или штуцерные тройники и четверники, изготовленные из поковок или литьем бронзы БрАЖНМц9-4-4-1 под давлением (табл. 7.31). 5 П/р Е. Я. ЛыЛяипского 129
Протекторная защита. Применяется в случае невозможности использования защитных патрубков, а также при необходимости одновременной защиты от контактной коррозии в потоке морской вода. Протекторы устанавливают между сопря- женными фланцами элементе® трубопроводов (арматуры, патруб- ков насосов, оборудования и теплообменных аппаратов, сильфон- ных компенсаторов, приварышей и стаканов). Протекторы при- меняют при скоростях потока морской воды, превышающих пре- дельнодопустимые, но не выше значений, приведенных в табл. 7.32. Материалы протекторов приведены в табл. 7.33. Рис. 7.20. Установка ыежфланцсво- го протектора (соединение труб на приварных фланцах) 1 — протектор; 2 — перемычка, 3 - защищаемая труба; 4 — обмеава. 5 Рис. 7.21. Установка межфлапце- вого протектора (соединение труб на свободных фланцах). 1 — протектор; 2 — болт эвземлецвя; 3 — перемычка. 4 — защищаемая тру- ба; S — обмазка. При скоростях потока морской воды, превышающих значения, приведенные в табл. 7.32, коррозионное разрушение труб из меди и медио-никелевых сплавов резко усиливается из-за гидро- динамического несовершенства протектора. Основные размеры и масса протекторов приведены в табл. 7.34 и 7.36, а способы их установки — на рис. 7.20 и 7.21. Средний срок службы протекторов в соответствии с ОСТ 5.5363—79 со- ставляет 6 лет. Локальная защита. При скоростях потока морской воды, превышающих значения, приведенные на рис. 7.19 и в табл. 7.32, а также в случаях, когда указанными выше способами защита от коррозии не обеспечивает требуемого срока службы, применяют защиту меди и медиых сплавов полимерными покры- тиями (см. п. 7.7.3.4). 7.7.5. Защита алюминиевых трубопроводов 7.7.5.1. Способы защиты Для защиты от коррозии трубопроводов из алюминиевых сплавов марок АМгЗ и АМг5 применяют паровое и электрохими- ческое оксидирование, а также плакирование труб. Способ па- 130
рового оксидирования основан на формировании защитной пленки оксида алюминия при обработке труб насыщенным водяным паром при температуре 120—140 °C в течение 3—6 ч. Электро- химический способ оксидирования (анодирование) заключается в электролитическом осаждении компонентов раствора серной (сернокислотное оксидирование), борной или хромовой кислот. Сущность плакирования заключается в использовании для внутреннего поверхностного слоя трубопровода сплавов, выпол- няющих роль анода (табл. 7.36). 7.7.5.2. Особенности защиты Скорость потока морской воды в трубопроводах из алюми- ниевых сплавов не должна превышать 1,5 м/с. Для алюминиевых сплавов характерно значительное усиление питтинговой коррозии в морской воде при контакте со сплавами на медной основе. В случае применения в системах морской воды оборудования или арматуры из сплавов на медной основе, даже при наличии электроизоляции, ионы меди могут осаждаться на внутренней поверхности алюминиевых труб, вызывая питтинго- вую коррозию. По этой же причине не рекомендуется применять для трубопроводов краски, содержащие соединения меди и ртути (например, при борьбе с обрастанием). Ртуть образует с алюми- нием амальгамы и делает его склонным к коррозионному рас- трескиванию. 7.7.6. Защита трубопроводов от контактной коррозии Способы защиты от контактной коррозии в морской воде элементов судовых систем (труб, арматуры, оборудования) ука- заны на рис. 7.22. Рис. 7.22 Способы защиты элементов судовых систем от контактной коррозии 9* 131
7-7.6-1. Рациональное проектирование Основным методом защиты элементов судовых систем от кон- тактной коррозии является применение однородных в электро- химическом отношении материалов. На рис. 7.23 и 7.24 приведены примеры рационального проектирования узлов с целью снижения коррозии при проходе медных и медно-никелевых труб через сталь- ные корпусные конструкции. Рис. 7.23. Защита переборочного вварыша от коррозии. I — стальной вварыш; 2 — фланец тру- бы из сплава иа медной основе; 3 — об- лицовка сплавом МНЖ5-1; 4 нап- лавка проволокой МНЖКТ5-1-0.2-О.2. Рис. 7 24 Установка переборочно- го фланцевого станка. I — фланец из латуни Л90; 2 — втул- ка кз спкава МНЖ5-1 и наплавка про- волокой МНЖКТ5-1-0.2-0.2; 3 — сталь- вой стакан: 4 — стальная переборка. 7.7.6.2. Электроизоляция соединений Типовые схемы установки электроизолирующих соединений представлены в табл. 7.37, а типовые узлы электроизолирующих фланцевых и штуцерных соединений — на рис. 7.25 и 7.26. Основ- Рис 7 25. Электроизолирующее флан- цевое соединение а — свободные флан- цы па приварном кольце; б — привар- ные фланцы; в — концевое фланцевое соединение. 1 — прокладка: 2 — болт; 3 — шайба; 4 — покрытие. 132
Рис 7.26. Электроизолирующее шту- церное соединение. I — труба; 2 — штуцер; 3 — накидная гай- ка; 4 — электроизолирующая проставка; 5 — уплотнительная прокладка, 6 — коль- цо; 7 — электроизолирующая полу втулка; fi — ниппель ные электроизолирующие ма- териалы и покрытия приве- дены в табл. 7.38. Электроизолирующие покрытия марок ЭПОО-Ю и ЭП-43 на- носят на внутреннюю поверхность вварышей, стаканов и при- мыкающих к ним труб на длине не менее l,5Dy, а также на на- ружную поверхность фланцев и труб в узлах электроизоляции. цинковый прозектор. 7.7.6.3. Протекторная защита Допустимость контактных пар металлов и необходимость установки протекторов в зависимости от марок материалов и со- отношения площадей контактнруемых поверхностей определяются ГОСТ 9.005—-72. Указания по выбору материала протектора для наиболее рас- пространенных контактных пар мате- риалов судовых систем приведены в табл. 7.39. Выбор протекторов осуществляют в соответствии с рекомендациями табл. 7.40. Радиус действия концевого и коль- цевого протекторов составляет 8—10 внутренних диаметров трубы или ар- матуры. Кольцевые межфланцевые протекторы для защиты от контактной коррозии ус- танавливают в трубопроводе между со- пряженными фланцами труб и арматуры, приварышей и стаканов. Кольцевой меж- фланцевый протектор выбирают, руко- водствуясь табл. 7.39 и 7.40, в зависимо- сти от Dy трубы или клапана. Примеры установки кольцевого протектора приве- дены на рис. 7.20 и 7.21. Концевые цинковые протекторы ус- танавливают со стороны наружной обшивки корпуса судна или запрессовывают в приварыш, чтобы защитить бортовые и дон- ные приварыши и патрубки, находящиеся в контакте с клапа- нами из медных сплавов. Пример установки концевого цинко- вого протектора приведен на рис. 7.27, а размеры, масса и средний срок службы — в табл. 7.41 и 7.42 (ОСТ 5.5447—80 и ОСТ 5.5315—76). При необходимости разработки конструкции протектора, не предусмотренного стандартами, его масса т может быть опре- делена по формулам: 133
для стального межфланцевого протектора т = kjTS; (7.1) для концевого цинкового протектора т = k2TS, (7.2) где Л, = 584 и k2 = 1330 — коэффициенты пересчета, г/^год-м2); S — площадь защищаемой поверхности, м2; Т — требуемый срок службы, годы. 7.7.6.4- Применение «жертвенных» патрубков и патрубков, футерованных полиэтиленом Под «жертвенным» патрубком подразумевают цилиндрический участок из углеродистой стали марки СтЗ, 10 или 20 длиной не менее l,5Dy трубы и с толщиной стенки не менее 10 мм. «Жерт- венный» патрубок устанавливают в трубопроводе, чтобы отдалить Рис. 7 28. Принципиальная схема установки стального «жертвенного» патрубка. 1 — бронзовый кляпен; 2 — наплавка проволокой МНЖКТБ-1-0.2-0,2; 3 — «жертвенный» стальной патрубок; 4 — вварвой фланец стальной трубы; 4Н -- наружный диаметр трубы. контакт разнородных материалов от ответственных стальных конструкций (вварышей, приварышей, стаканов, вварных сталь- ных труб без защиты), ремонт или замена которых в межрейсовый период затруднена или экономически неоправданна, а установка протекторов и другие способы защиты не обеспечивают межре- монтный период эксплуатации (рис. 7.28). Тип уплотнения «жерт- венного» патрубка определяется типом уплотнения соединяемых элементов трубопроводов Патрубки изготовляют механическим способом из серийно поставляемых промышленностью прутков и поковок, либо из нестандартных заготовок, получаемых на заводе-строителе путем ковки, прессовки или литья. Средний Рис 7 29 Принципиальная схема установки патрубка с внутренней футеровкой полиэтиленом для за Рис. 7 30. Принципиальная схема установки стального с цинковым покрытием патрубка для защиты от контактной коррозии. щиты от контактной коррозии.
срок службы «жертвенного» патрубка из стали марки СтЗ с тол- щиной стенки 10 мм — не менее 10 лет. Для защиты от коррозии стальных труб с цинковым покры- тием при контакте их со сплавами на медной основе используют сменные патрубки из углеродистой стали, футерованной поли- этиленом (СТ СЭВ 1590—79), или стальные патрубки с утол- щенным (300 мкм) цинковым покрытием (рис. 7.29 и 7.30). Сред- ний срок службы патрубков — не менее 8 лет. 7.7.7. Защита от избирательной и питтинговой коррозии в морской воде 7.7.7.1. Арматура и оборудование Материалы, допущенные к работе в морской воде с протектор- ной защитой, указаны в табл. 7.43. Размеры, масса и средний срок службы стальных межфлан- цевых протекторов приведены в табл. 7.34 и 7.35; кольцевой протектор выбирают в зависимости от Dy трубы, клапана или патрубка насоса. При защите гидравлической части насосов из коррозионно- стойкой стали кольцевые межфланцевые протекторы устанавли- вают на приемном и напорном патрубках насоса. Размеры, масса и средний срок службы пальчиковых и ди- сковых протекторов приведены в табл. 7.44 и 7.45. При защите водяных камер и трубных досок теплообменных аппаратов дисковые и пальчиковые протекторы допус- кается устанавливать па крышках водяных камер (рис. 7.31). При выборе протекторов для защиты водяных камер теплообмен- ных аппаратов, конденсаторов, на- сосов расчет протекторной защиты сводится к определению площади рабочей поверхности протектора с учетом его максимального радиуса действия. Рабочей поверхностью Рис 7 31. Узел крепления ди- скового протектора. op. Z — 1ПП перемычка. протектора считается сумма всех его поверхностей, соприкасаю- щихся с морской водой. Площадь рабочей поверхности протектора Зпр = kS, (7.3) где k — 0,015-г0,020; S — площадь защищаемой поверхности, м3. При определении площади защищаемой поверхности необхо- димо учитывать все поверхности, находящиеся в радиусе дей- ствия протектора; этот радиус составляет 10 наименьших разме- ров защищаемого объема, но не более 2 м. В зависимости от расчетного значения рабочей поверхности по ОСТ 5.9067—71 (см. табл. 7.44 или 7.45) производят выбор 135
пальчикового или дискового протектора и определяют средний срок службы его до замены. Если расчетное значевие площади рабочей поверхности превышает приведенное в табл. 7.44 или 7.45, выбирают два протектора или более. При необходимости разработки конструкции стального про- тектора, не предусмотренной стандартами, его масса может быть определена по формуле (7.1). 7.7.7.2. Фланцы и кольца из латуни Л90 Обесцинкование латуни предотвращают правильным монта- жом фланцевых соединений трубопроводов, исключающим кон- такт латуни Л90 с морской водой (рис. 7.32). Рис. 7 32 Правильная (а) установка прокладки и неправильная (б), приводящая к обесцинкованию латуни Л90 1 — латунь; X — прокладка 7.8. ОБРАСТАНИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА МОРСКИХ СУДОВ 7.8.1. Понятие и характеристики обрастания морских судов Обрастание — процесс развития биофакторов (организмов и выделенных или отложенных их деятельностью веществ) на по- верхности материала. Под обрастанием морских судов на прак- тике подразумевают сообщество водных организмов, живущих в прикрепленном к поверхностям судовых элементов состоянии: конструкций, механизмов, приборов (рис. 7.33). Наиболее опас- ный вид из 300 организмов обрастания судов — балянус и мор- ской желудь, данные о которых приведены в табл. 7.46. Наиболь- шее влияние на эксплуатационные качества судна оказывает взрослая стадия развития баляпуса. Взрослый организм харак- теризуется крепкой известковой раковиной конической формы (масса более 97 % массы организма) с диаметром основания 40—50 мм, высотой 70—80 мм; прочным сцеплением с поверх- ностью (усилие отрыва более 500 Н); длительным (до 30 сут) выживанием в неблагоприятных условиях (при обескислорожива- нии, опреснении, осушении); быстрым ростом (за 6—12 мес). 136
Рис. 7.33. Классификация и основные виды организмов обрастания морских судов. 7.8.1.1. Обрастание различных элементов судна Наибольшему обрастанию у морских судов подвержены под- водная часть корпуса, системы забортной воды, винторулевой комплекс (табл. 7.47). 7.8.1.2. Взаимное влияние эксплуатациоино-ионструктивных факторов судна и обрастания Влияние конструктивно-эксплуатационных факторов на обра- стание судна оценивают в баллах (от 0 до 3): 0 — обрастание от- сутствует; 1, 2, 3 — соответственно минимальная, средняя и максимальная степень обрастания (табл. 7.48). Совокупное влияние фктк горов ла процесс обрастания может быть ориентировочно оценено следующим образом: обрастания не будет, если среди учитываемых факторов есть один (пли больше), имеющий балл 0; обрастание будет малоинтенсив- ным, если воздействует фактор (один или больше), имеющий балл I; Рис. 7.34 Зависимость биомасс обрастания А от скорости мор ского потока t'n обрастание окажется значитель- ным, если преобладают баллы 2, и мак- симальным, если преобладают баллыЗ. 137
Наиболее сильнодействующим фактором является скорость движения воды (рис. 7.34). Изменение проектных характеристик судна под влиянием обрастания судна представлено в табл. 7.49 7.8.2. Физико-химическая защита морских судов от обрастания 7.8.2.1. Разновидности и основные характеристики ващиты Борьба с обрастанием морских судов ведется в трех направ- лениях: рациональное конструирование, защита и очистка судов (рис. 7.35). На практике наиболее широко используется защита от обрастали я_ (табл. 7.50. 7.51). Рис. 7.35 Классификация основных способов защиты от обраста- ния морских судов 7.8.2.2. Технологические параметры К основным технологическим параметрам физико-химической защиты от обрастания относятся защитные концентрации биоци- дов и режимы защиты. 13§
Рис. 7.36 Зависимость защитной кон- центрации С3 от скорости потока при электролизном хлорировании. минимальное обрастание (балл 1). Рис. 7.37. Зависимость защитной кон- центрации Сд от скорости потока »и при анодном растворении меди CJt rtf Защитная концентрация — концентрация биоцида, обеспечи- вающая защитный эффект (по биомассе) более 98 %. Режимы защиты подразделяются на непрерывный и цикличе- ский. Непрерывный режим защиты характеризуется постоянной во времени обработкой биоцидом в период опасности обрастания объекта. Циклический режим защиты характеризуется периоди- ческим применением биоцида в период опасности обрастания объекта. Выбор технологических параметров проводится на основе рис. 7.36, 7.37 и табл. 7.52. 7.8.2.3. Системы защиты и их характеристики Системы физико-химической защиты приведены в табл. 7.53; схема систем — на рис. 7.38; основные характеристики — в табл. 7.54. На практике используются физико-химические системы ва- щиты от обрастания с автономными и путевыми гипохлорнтными электролизерами (рис. 7.39). Рис. 7 38. Схемы систем защиты с автономным (а) и путевым (С) электролизерами 139
Рис. 7.39 Типовой авто- номный электролизер про- изводительностью 0.9 кг/» биоцида 7.9. ПРАВИЛА РЕГИСТРА СССР, СВЯЗАННЫЕ С ЗАЩИТОЙ СУДОВ ОТ КОРРОЗИИ Ниже приведены основные указания по защите от коррозии, имеющиеся в Правилах Регистра СССР. Защита металлическими покрытиями. Толщина цинкового или кадмиевого покрытия для защиты от коррозии деталей и изделий может приниматься по национальным стандартам, однако во всех случаях она должна быть не меньше указанной ниже: б, мкм Постоянное воздействие морской воды . .... 48 Временное » » » ....... 24 Воздействие брызг морской воды . .............. 12 х морского воздуха . . ........... 6 В зависимости от назначения конструкций, трубопроводов и деталей, а также от агрессивности сред Регистр может потребо- вать увеличения толщины покрытий. Электрохимическая защита.Регламентируются только следующие основные требования и положения. Протекторы (аноды) допускается изготовлять из цинковых, магниевых и алюминиевых сплавов, а также из стали в соответ- ствии с одобренными Регистром стандартами. На судах, перевозящих нефтепродукты, не разрешаются при- менение систем электрохимической защиты с наложенным током (катодной защиты) и установка в грузовых танках протекторов из магниевых сплавов. Использование протекторов из магниевых сплавов в других местах возможного скопления взрывоопасных смесей допускается только по согласованию с Регистром СССР. Протекторы из алюминиевых сплавов разрешается применять в грузовых танках судов, перевозящих нефтепродукты, только в тех местах, где их потенциальная энергия не превышает 275 Дж, при этом высота установки протектора измеряется от дна танка до центра протектора, а его масса должна приниматься как масса протектора в том виде, в каком он установлен вместе с устрой- ствами крепления и вставки. 140
Протекторы из алюминиевых сплавов не должны распола- гаться под люками или отверстиями, если они не защищены от возможного падения на них металлических предметов. Конструкция крепления протекторов для защиты грузовых танков должна быть надежной и обеспечивать сохранность про- тектора и арматуры с креплением, даже когда израсходован протектор. Стальная арматура должна крепиться к конструкции непрерывным сварным швом достаточного сечения, а если она крепится к отдельным опорам болтами, их должно быть как минимум два с предусмотренными к ним контргайками. Любые другие способы крепления подлежат специальном}' рассмотрению Регистром. Защита алюминиевых сплавов. Предъяв- ляются следующие требования: перед нанесением противокоррозионной защиты поверхность деталей должна быть тщательно очищена и обезжирена; для достижения достаточной адгезии на деталь химическим и электрохимическим методом должен быть нанесен слой покры- тия, увеличивающего сцепление, или слой грунтовки с активным пигментом; грунтование должно производиться специально подобран- ными красками. Не допускается применение красок, содержащих медные, свинцовые и ртутные пигменты, и красок на основе битумов, содержащих фенол. Защита элементов смешанных конструк- ций. Регламентируется следующее: конструкции из разнородных металлов должны быть изоли- рованы друг от друга надлежащим изоляционным материалом; стальные части (в том числе винты и подкладочные шайбы), непосредственного соприкосновения которых с элементами из алюминиевого сплава избежать нельзя, должны быть оцинкованы или кадмированы; для гальванического цинкования и кадмирования должны быть применены ванны и аноды, не содержащие примесей ртути; использование хромированных или никелированных винтов во влажных помещениях и на открытых палубах не допускается; применение крепежных болтов, заклепок и т. п. из меди и медных сплавов для соединения и крепления узлов и деталей из алюминиевых сплавов не допускается; рекомендуется (по возможности) использование винтовых со- единений внутри элементов конструкции из алюминиевых сплавов. Наружные винтовые соединения должны быть изолированы уплот- нительными прокладками или герметиками, исключающими про- никновение влаги; между алюминиевым сплавом и древесиной, выделяющей кислоту, а также материалами, разрушающими алюминиевый сплав, должна быть предусмотрена изоляция в виде покрытий или прокладок. 141
Защита стальных конструкций неме- таллическими покрытиями. Пластмассы, приме- няемые для защиты гребных валов, трубопроводов и оборудова- ния, подлежащих надзору Регистра, должны быть допущены Регистром. 8. ЗАЩИТА СУДОВ ОТ ЭЛЕКТРОКОРРОЗИИ 8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Электрокоррозия — электролитическое растворение металла при его анодной поляризации под воздействием электрического тока от внешнего источника. Электрокоррозия металлов возникает вследствие воздействия электрического тока, стекающего с ме- талла в электролит (морскую воду). Электрокоррозия судов имеет место в случае утечки тока с кор- пуса судна в воду при неправильном электроснабжении потре- бителей на судне, а также при воздействии блуждающих токов. В первом случае корпус судна имеет непосредственный контакт с положительным полюсом источника тока, во втором случае корпус судна не имеет контакта с источником тока, но находится в электрическом поле блуждающих токов. Электрокоррозия судов имеет место и при поляризации кор- пуса переменным током. Отрицательные последствия электрокор- розии судов перечислены на рис. 8.1. 8.2. ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРО КОРРОЗИИ СУДОВ 8-2.1. Электрокоррозия под действием постоянного тока Интенсивность анодного растворения металла определяется в соответствии с законом Фарадея следующим соотношением: Аа = О iat (8.1) где Кя — скорость анодного растворения металла, мс^/год; а' — коэффициент, мм-м2/(А-год); I* — плотность тока анодной по- ляризации, А/м2. Значения коэффициента а для некоторых металлов и сплавов, применяемых в судостроении, составляют: алюминий — 1,1; же- лезо, сталь углеродистая— 1,14; медь — 2,35; цинк — 1,5; маг- ний — 2,29; титан — 0,87; свинец — 3,0; бронза АЖН9-4-4 — 2,1; латунь ЛМцЖ55-3-1 — 1,0, нержавеющая сталь 1Х18Н9Т — 1,1; алюминиевый сплав Д16Т — 1,2; титановый сплав ВТ-8— 1,1. Из выражения (8.1) следует, что скорость электрокоррозии прямо пропорциональна плотности тока анодной поляризации 142
Рис 8 1 Отрицательные последствия электрокоррозии судов
и при реальных значениях плотности тока па подводной поверх- ности корпуса судна в периоды достройки или ремонта на плаву может быть значительно выше, чем скорость естественной корро- зии металла в морской воде. Например, при плотности тока на анодных участках корпуса 5 Л/м2 скорость растворения корпус- ной стали составляет приблизительно 6 мм/год, т. е. почти в 50 раз выше естественной коррозии стали в морской воде. Поскольку ток концентрируется главным образом па участ- ках корпуса с поврежденным лакокрасочным покрытием, то это приводит к еще более интенсивным локальным разрушениям. Локальное действие анодной поляризации обусловливает харак- терный вид электрокоррозионных повреждений па корпусе судна: более или менее глубокие язвы с резко очерченными краями на относительно гладкой поверхности. 8.2.2. Электрокоррозия под действием переменного тока Механизм коррозионного разрушения металла под действием переменного тока состоит в том, что в анодный полупериод ионы металла переходят в электролит, вновь разряжаясь на металле в катодный полупериод. Однако не все ионы металла, перешед- шие в электролит, восстанавливаются в течение катодного полу- периода. Катионы, обладающие более положительными потен- циалами, например водород, могут выделяться на поверхности металла раньше, чем начнут восстанавливаться ионы металла. Коррозия металла под действием переменного тока усили- вается с увеличением плотности тока и уменьшением частоты. Характерной особенностью механизма электрокоррозии ме- талла в морской воде под действием переменного тока является значительно большая зависимость процесса анодного растворения от диффузионных ограничений при подводе кислорода к поверх- ности металла и отводе продуктов коррозии из приэлектродной зоны. Поэтому интенсивность электрокоррозии судов при поля- ризации переменным током значительно меньше, чем при постоян- ном токе и не представляет существенной практической опасности для судов и морских сооружений. Например, при плотности пе- ременного тока 180 А/м2 скорость электрокоррозни углеродистой стали составляет около 0,08 мм/год, что меньше скорости есте- ственной коррозии стали в морской воде. 8.3. ЭЛЕКТРО КОРРОЗИЯ СУДОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТОКОВ УТЕЧКИ 8.3.1. Причины электрокоррозии судов под действием токов утечки Схемы электроснабжения судовых потребителей должны обе- спечивать прохождение тока на судно и обратно по питающим кабелям и устранять возможность ответвления тока через корпус судна в воду. 144
Наиболее явным и опасным нарушением правил электроснаб- жения является использование однопроводной схемы электро- снабжения потребителей, главным образом, сварочных работ (рис. 8.2). Знаками «+» здесь и на других рисунках обозначены участки анодной поляризации. Показанная на рис. 8.2 схема электроснабжения запрещена и в явном виде встречается редко. Однако в скрытом виде ее варианты могут встречаться в различ- ных формах. Рис 8 2 Электрокоррозия судна при однопроводной схеме электро- снабжения Рис. 8 3 Электрокоррозия судна при двухпроводной схеме электро- снабжения в случае нарушения изо- ляции минусового полюса источни- ка питания На рис. 8.3 показана схема электроснабжения судна от источ- ника тока, расположенного на берегу, по двухпроводной схеме. В этом случае возникновение токов утечки возможно при нару- шении изоляции отрицательного полюса источника питания, что объясняется низким сопротивлением цепи корпус—морская вода— береговой заземляющий контур. Например, сопротивление рас- текания тока между среднего размера судном со средней со- хранностью лакокрасочного по- крытия и береговым зазем- ляющим контуром составляет тысячные доли Ома, что соиз- меримо с сопротивлением си- лового кабеля сечением 100 мм2 и длиной 10 м, соединяющего корпус судна с отрицательным полюсом источника тока (об- ратным проводом). При нару- шении изоляции от «земли» Рис 8.4. Электрокоррозия судна при электроснабжении двух судов от од- ного источника питания при наруше- нии контакта обратного провода (штри- ховая линия) положительного полюса источника питания электрокоррозии бу- дет подвергаться не корпус судна, а причальная набережная. На рис. 8.4 показана электрокоррозия судна при электро- снабжении током от одного генератора (или от общего берегового питающего шинопровода) сварочных работ одновременно на двух судах. В этом случае при нарушении контакта обратного провода с судном или отрицательным полюсом источника тока на этом судне будет происходить интенсивная электрокоррозия, так как здесь б\дет иметь место однопроводная схема электроснабжения. 145
Электрокоррозия будет иметь место и при надежных контак- тах обратных проводов, но различных их сопротивлениях или токах в цепях разных судов. В этом случае причиной электро- коррозии будут так называемые уравнительные токи. Другие типичные случаи возникновения токов утечки пока- заны на рис. 8.5 и 8.6. Рис. 8.5 Электрокоррозия судия при электроснабжении потребите- лей на судне и на берегу от одного источника тока. Рис. 8 6 Электрокорроэии судна при электроснабжении потребите- лей на двух судах от одного источ- ника тока. 8-3.2. Оценка скорости электрокоррозии при однопроводной схеме электроснабжения судна Наибольшие коррозионные повреждения судна будут иметь место при однопроводной схеме электроснабжения. В этом слу- чае весь ток, подаваемый на корпус для выполнения сварочных работ будет стекать с корпуса судна в воду, т. е. /и /х. (8.2) где /в — сила тока, стекающего с корпуса судна в воду, А. Средняя плотность тока электрокоррозии будет определяться общей площадью поверхности анодно поляризуемых участков корпуса Sa: /а = (8.3) Учитывая, что анодный ток стекает с участков с поврежден ным покрытием, максимильная средняя плотность анодного тока может быть определена по формуле <я 2/x/IS (1 — Э)1. (8.4) где S - площадь подводной поверхности корпуса судпа. м2: Э — степень сохранности лакокрасочного покрытия. Отсюда максимальная средняя скорость электрокоррозии, мм/год, судна со стальным корпусом при однопроводной схеме электроснабжения или ее вариантах (gm. рис. 8.4, 8.6) может быть оценена по формуле = 2.2SWIS (1 - Э) I. (В.5) Пример 1. На судне средних размеров (водоизмещение 10 тыс т. 5 = 3000 м2) в период ремонта на плаву производятся сварочные работы — 600 А) Сохран- ность лакокрасочного нокрития 90 % (средняя ncxit 1,г> -2 |<*т эксн.п аттцкн), г е Э = 0,9 Отсюда /(манс — 4.5 мм'год. 146
Пример 2. Ila судне таких же размеров в период достройки производятся сварочные работы такой же интенсивности. Сохранность лакокрасочного покры- тия 9S "о (отдельные повреждения, неокрашенные участки под кильблоками И т п ). Тогда Кмакс = 22,5 мц/год 8.3.3. Оценка скорости электрокоррозии при централизованном электроснабжении судов. Расчет уравнительных токов Для современных судостроительных и судоремонтных заводов характерно централизованное электроснабжение судов от мощ- ных многопостовых источников тока или от нескольких мощных преобразователей, соединенных парал- лельно на общий шинопровод, про- ложенный вдоль набережных. Такая схема электроснабжения принципиально не позволяет исключить протекание уравнительных токов между рядом стоящими судами (см. рис. 8.4) или Рис 8 7. Экпипалентная элек- трическая схема для расчета уравнительных токов. между судном и береговым заземляю- щим контуром (см. рис. 8.5) и требует использования специальных мер по борьбе с электрокоррозией. Для оценки скорости электрокорро- зии при электроснабжении судов от общего источника тока необходимо тельный ток; /?р — солротнвле- рассчитать величину уравнительных нив Растекания между судаки. токов Эквивалентная электрическая схема для расчета представлена на рис. 8.7. На практике значения 1Г и /2 определяют непосредственно по приборам на распредели- тельных щитах, а значения Ro. п и 7?о. п рассчитывают по сечению и длине обратных проводов. Величину сопротивления растекания Яр рассчитать с достаточной точностью не представляется возмож- ным ввиду геометрической сложности системы электродов, по- этому ее определяют путем прямых измерений, например методом вольтметра — амперметра. При этом измерения должны выпол- няться на постоянном токе, чтобы были учтены как омическая, так и поляризационная составляющие сопротивления лакокра- сочного покрытия. Из схемы на рис. 8.7 получено следующее приближенное выра- жение для расчета уравнительных токов: м; в пн к в (В-6) Отсюда по формуле (8.5) может быть оценена скорость электро- коррозии корпуса судна. Из анализа приведенной эквивалентной схемы следует, что в реальных условиях, когда сварочные работы на различных су- дах ведутся независимо, уравнительный ток может изменяться 147
в широких пределах и менять полярность, в результате чего кор- пуса судов периодически подвергаются анодной или катодной поляризации. Более интенсивной будет электрокоррозия па су- дах с наибольшим объемом сварочных работ, причем особенно в те периоды, когда на других судах сварочные работы прекра- щаются. Пример Сварочные работы производяпся параллельно на двух достраива- ющихся судах одного размера (S — 1000 №) от общего шинопровода Обратные провода па обоих судах сечением 200 мм2 имею г длину по 10м., т е /?' „= = 0,00085 Ом Сопротивление оастекаппя между судами Rp = 0,01 Ом На одном из судов производится сварка с суммарным потребляемым током 50 А, на другом в этот момент сварка прекращена Сохранность лакокрасочного по- крытия на обоих судах cuciявляет 98%. В соответствии с выражением (8 6) находим /у - 60 А По формуле (8 5) определяем максимальную среднюю скорость элсктро- коррозии Амане = 6,8 мм,'год. 8.4. ЭЛЕКТРОКОРРОЗИЯ СУДОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ 8.4.1. Причины электрокоррозии судов под действием блуждающих токов Блуждающие токи или токи, рассеянные в проводящей среде, возникают в результате различных природных явлений или создаются промышленными электрическими установками, исполь- зующими проводящую среду (землю, морскую воду) в качестве токопровода. Протекая в проводящей среде и встречая на своем пути металлические сооружения, блуждающие токи ответвляются в них, так как сопротивление последних значительно меньше сопротивления среды. При этом в местах входа блуждающих токов в металлическое сооружение образуются участки катодной поляризации, а в местах выхода — анодные участки, на которых протекают процессы электролитического растворения металла. Различают блуждающие токи естественного и промышленного происхождения. Источниками естественных блуждающих токов Рпс 8 8 Электрокоррозия судна, сгоящего рядом с другим судном, электроснабжение которого осуще- ствляется по однойроводной схеме. • Рис 8 9 Электрокоррозия судна под действием тока, ответвляюще- гося при работе забортного нагру- зочного реощата 148
Рис 8 10. Электрокоррозии судна при выполнении сварочных работ на берегу по одиопроводной схеме Рис 8.11 Элсктрокоррозмя судна при работе системы катодной защи- ты на радом стоящем судне являются вариации магнитного поля Земли, атмосферные осадки, перемещения земных пород, грозовые разряды, волнения моря, термоэлектрические явления и др. Максимальная напряженность естественных электрических полей в проводящей среде не пре- вышает 150 мВ/км, что соответствует плотности тока около 5 X >• 10-4 А/м2. Очевидно, что блуждающие токи естественного про- исхождения не представляют коррозионной опасности для мор- ских и подземных металлических сооружений. Блуждающие токи промышленного происхождения могут быть очень значительными по величине и наносить серьезный ущерб металлическим сооружениям, находящимся в зоне их действия. Источниками промышленных блуждающих токов могут быть установки для электросварки, линии электрофицированного же- лезнодорожного транспорта, заземления постоянного тока, си- стемы катодной защиты и другие электрические установки. Типичные случаи электрокоррозии судов под действием блуж- дающих токов показаны на рис. 8.8—8.11. 8.4.2. Оценка скорости электрокоррозии под действием блуждающих токов Интенсивность коррозии судов в поле блуждающих токов определяется следующими основными факторами: величиной блуж- дающих токов; взаимным расположением источника тока и судна; удельным сопротивлением среды; состоянием изоляционного по- крытия на корпусе судна. Основные параметры электрического поля блуждающих то- ков — его потенциал <р, напряженность Е и плотность тока I. Величиной, непосредственно характеризующей интенсивность электрокоррозии металла, является плотность тока. На основании закона Ома находят плотность тока, протекающего в морской и плотность тока на поверхности поляризуемого металла '=»(!)• (М где у — удельная электрическая проводимость воды, См/м; п — нормаль к поверхности металла, м. 149
Выполнить достаточно точный аналитический расчет плот- ности тока анодной поляризации п отсюда скорости электрокор- розии судна для конкретных эксплуатационных условий практи- чески невозможно из-за сложной конфигурации электрического поля и невозможности учета ряда расчетных параметров. Результаты натурных измерений показывают, что основную опасность для судов представляют электрические поля, создавае- мые в акваториях при сварочных работах и при работе систем катодной защиты на соседних судах. Так, например, если сва- рочные работы не ведутся, плотность тока в акватории составляет обычно IO-8—10-2 А/м2, а в периоды сварки достигает 0,5—1.0 А/м2, что соответствует при средней сохранности лакокрасочного по- крытия скоростям коррозии 5,0—10,0 мм/год. Методом моделирования получена эмпирическая расчетная фор- мула для анодной плотности тока в случае электрокоррозии судна, находящегося в электрическом поле системы катодной зашиты соседнего судна (см. рис. 8.11): ia = 2,4 - (4,5 1,1у - 0,09рп - 0,02р11?), (8.9,. где а наименьшее расстояние между судами, м; /£ — сила выходного тока системы катодной защиты. А; р„ — удельное переходное сопротивление лакокрасочного покрытия на корпусе судна, Ом-м2. Пример 4. Судно водоизмещением 10 тыс. т (S — 31ХЙ) №) стоит в период достройки (Э — 0,9, рс = 20,0 Ом- м2) па расстоянии 2 м от другого судна, обо- рудованного системой катодной защиты (1£ = 100 А), в акватории с у — =2,0 См/м Значит, »=0,5 А/м4, а поэтому Аыавс^- 1,14£а/(1 — 9) — 5,7мм/год. 8.5. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ СУДОВ ОТ ЭЛЕКТРОКОРРОЗИИ 8.5.1- Рациональные схемы электроснабжения судов Кардинальным способом предотвращения утечек тока с кор- пуса судна в воду является установка источника тока непосред- ственно на судне, на котором производятся сварочные работы (рис. 8.12, а). Такая схема полностью исключает возможность прохождения тока через корпус судна в воду. Электрокоррозия может быть предотвращена также размеще- нием источника тока на расположенном поблизости плавсредстве (рис. 8.12, б) или на берегу (рис. 8.12, в) В этом случае необхо- димы надежная изоляция полюсов источника тока и кабелей от заземляющих устройств и надежный контакт обратного про- вода с корпусом судна. При этом площадь сечения обратного провода должна быть не менее 50 мм2. Указанными средствами устраняется основная причина элек- трокоррозии — прохождение тока через корпус судна в воду. 150
На практике не всегда возможна установка отдельного для каж- дого судна источника питания на палубе судна или на берегу, так как при этом требуется большое количество источников пи- тания, загромождается рабочее пространство па судне и набереж- ной, возможны недогрузка оборудования и перерасход электро- энергии. Поэтому на большинстие современных заводов^исполь- зуется централизованное электроснабжение. Речь в этом^случае может идти не об исключении электрокоррозии, а только о сни- жении ее интенсивности путем снижения величины уравнитель- ных токов. 8-5.2. Способы снижения уравнительных токов Ряс. 8.12. Схемы правильного элек- троснабжения судовых потребите- лей с установкой источника тока па судне (а), на соседнем плавсредстве (б) вли на берегу (в). Расчеты (см. н. 8.3.3) и натур- ные измерения показывают, что в акваториях с высокой элек- тропроводностью морской воды ток анодной поляризации может составить до 30 % сварочного тока. Сущность способов снижения уравнительных токов вытекает из анализа эквивалентной электрической схемы (см. рис. 8.7) и заключается в регулировании сопротивления обратных проводов в зависимости от потребляемого тока и в отключении этих про- водов при прекращении сварочных работ. Если при этом сопротив- ление каждого обратного провода будет изменяться обратно пропорционально силе тока в цепи, т. е. если падение напряжения в каждой цепи будет одинаковое, то уравнительные токи будут равны пулю На практике снижение уравнительных токов до нуля невозможно, ио снижение их до безопасного уровня может быть достигнуто несложными способами. Наиболее простая схема (рис. 8.13) основана на одновременном включении и выключении сварочного поста на судне и обратного провода (или соответственно двух сварочных постов и двух об- ратных проводов). Это обеспечивает ступенчатое регулирование общего сопротивления обратных проводов в зависимости от числа работающих сварочных постов. Схема может быть успешно при- менена при небольшом числе потребителей тока; как показывает практика, уравнительные токи при этом не превышают 1—3 величины общего тока. С увеличением числа сварочных постов на судне коммутация обратных проводов с помощью рубильников или штепсельных разъемов становится затруднительной В этом случае целесооб- разно использовать автоматическую коммутацию обратных про- водов с помощью электромагнитных контакторов, обмотки кото- 151
рых подключены параллельно балластным реостатам (рис. 8.14). Соединяющие провода должны имел» приблизительно одинаковое сопротивление. Работа схемы основана на автоматическом вклю- чении контактора в момент замыкания цепи и отключении его при прекращении процесса сварки. Для включения контактора и ограничения тока, стекающего с корпуса судна в воду, минусовой полюс источника тока соединяется с береговым заземляющим контуром через пусковое сопротивление, которое на несколько порядков превышает величину сопротивления растекания тока между судном и береговым контуром. Поэтому влиянием зазем- ления на электрокоррозию судна можно пренебречь. Недостатком двух указанных способов является то, что они могут быть использованы только при близких по величине токах сварочных постов, в противном случае эффективность компенса- ции уравнительных токов снижается. Для компенсации уравнительных токов при значительном различии токов отдельных сварочных постов разработаны схемы регулирования сопротивления обратных проводов в зависимости от величины сварочного тока, а не от количества сварочных по- стов. Эти схемы относительно сложны и не нашли практического применения. 8.5.3. Дренирование тока электрокоррозии. Расчет дренажных проводов Дренирование (отвод) тока электрокоррозии применяется в том случае, когда судно находится (или может находиться при опре- деленных условиях) в зоне действия блуждающих токов. Метод 152
дренирования состоит в шунтировании тока, стекающего с кор- пуса судна, дренажными проводами, соединяющими судно с бе- реговым заземляющим контуром (рис. 8.15). Эффективность дре- нирования определяется «хлношением между сопротивлением растекания тока с корпуса судна и сопротивлением дренажного провода. Применением дренажных проводов можно снизить до допустимого безопасного уровня ток анодной поляризации. Расчет сечения дренажных проводов может быть выполнен на основе анализа эквивалентной электрической схемы (рис. 8.16), аппроксимирующей реальную электрическую цепь прохождения 7 ДР Рис 8 15 Схема действия дренажных проводов. — ток в дренажном проводе: /в — ток, стекающий с корпуса судна я иоду. Рис 8 16. Эквивалентная электрическая схема для расчета сечения дреняжиио провода. Щ — разность потенциалов между корпусом судна н береговым заземляющим контуром. RK — переходное сопротивление контакта дренажного провода с корпусом судна и бере- противленне растекания между береговым заземляющим конт ждающнх токов (по земле), Цп — сопротивление лакокрасочио поперхноств корпуса судна; — сопротивлении растекаиш и береговым заземляющим контуром и источником блу- то покрытия на подводной блуждающих токов. В качестве допустимой условно принята скорость электрокоррозии, равная 0,1 мм/год, т. е. величина, несколько меньшая скорости естественной коррозии ствли в мор- ской воде. Отсюда определена допустимая плотность тока анодной поляризации — 0,1 А/м®. Выполнить точный расчет сечения дрепажного провода исходя из приведенной эквивалентной схемы не представляется возмож- ным, так как большинство указанных величин могут быть рас- считаны или определены экспериментально с большой погреш- ностью. Поэтому на практике для расчета сечения дренажных про- водов пользуются эмпирической формулой, полученной на базе большого количества натурных измерений и позволяющей обеспе- чить допустимую скорость электрокоррозии: £др = hS/L, (8.10) где I — длина дренажного провода, м; L — длина корпуса судна, м. В формуле не учитывается-состояние лакокрасочного покры- тия на корпусе судна. Это приводит для случая свежеокрашенного 153
корпуса к несколько завышенным значениям сечения проводов, что повысит надежность защиты. Для судов с разрушенным лако- красочным покрытием сечение проводов окажется заниженным, однако это не должно вызывать опасений, так как ток, стекающий с корпуса, будет распределяться по значительно большей поверх- ности. Следует иметь в виду, что дренажные провода нельзя уста- навливать между судами и сооружениями из -разнородных ме- таллов (например, из алюминиевого сплава и стали) из-за опас- ности возникновения контактной коррозии. Состояние контактов дренажных проводов с корпусами судов и береговым заземляющим корпусом требует постоянного ухода и контроля. 8.5.4. Применение электрохимической защиты Системы электрохимической защиты используются в качестве средства предохранения судовых конструкций от электрокоррозии в двух случаях: когда суда оборудованы штатными системами катодной или протекторной защиты и находятся в акватории с соленостью воды, достаточной для эффективной работы системы; когда использование других более простых средств не гаран- тирует защиты от электрокоррозии (например, применение дре- нирования для судов из алюминиевых сплавов, находящихся в зоне действия блуждающих токов). При использовании электрохимической защиты дренажные провода допускается не устанавливать. Если мощность штатных систем электрохимической защиты недостаточна (например, в акваториях с опресненной водой), дополнительно к штатной системе следует применять подвесные протекторы или использовать систему катодной защиты тина «Берег» с подвесными анодами. Защита от блуждающих токов судов с корпусами из алюминие- вых сплавов производится только с помощью электрохимических методов. Установка дренажных проводов в этом случае не допу- скается из-за опасности возникновения контактной коррозии ме- жду корпусом судна из алюминиевого спЙава и стальным корпусом соседнего судна или береговым заземляющим кон- туром. Для предотвращения электрокоррозии судов, находящихся в зоне действия электрических полей, создаваемых системами ка- тодной защиты, эти суда должны электрически соединяться с су- дами, оборудованными системами катодной защиты, с помощью кабелей сечением не менее 95 мм8. В случае отсутствия электри- ческого контакта между судами расстояние между их бортами должно быть не менее 5 м. 154
8.6. КОНТРОЛЬ ЗАЩИЩЕННОСТИ СУДОВ ОТ ЭЛЕКТРО КОРРОЗИИ 8.6.1. Показатели и критерии защищенности судов от электрокоррозии Оценить скорость электрокоррозии судов можно с помощью следующих показателей: потенциала корпуса; потенциала кон- трольной пластины, электрически соединенной с корпусом и погруженной в воду вблизи корпуса; силы тока, проходящего между корпусом и соединенной с ним стальной пластиной; гра- диента потенциала вблизи корпуса судна; разности потенциалов между корпусом судна и береговым заземляющим контуром или корпусом другого судна. Рис. 8 17. Схема измерения потен- Рис. 8.18 Схема измерения силы то- нвала контрольной пластины ка между корпусом Судна и кои- I — контровьлая пластина: 2 — элек- тре.тыюй пластиной. троД сравнения. Контроль плотности тока электрокоррозии по величине потен- циала корпуса основан на взаимосвязи этих величин. Зная по поляризационным кривым эту зависимость, можно сравнительно просто (с помощью электрода сравнения) определить потенциал и с достаточной для практики точностью судить о плотности тока, стекающего с корпуса судна. Трудность нахождения плотности тока этим способом связана с тем, что для каждого конкретного случая поляризационная кривая имеет различный наклон в за- висимости от состояния лакокрасочного покрытия на корпусе. Кроме того, анодная поляризациовная кривая для корпуса с разрушенным лакокрасочным покрытием проходит слишком полого относительно оси плотности тока, поэтому определить плотность тока по величине потенциала в этом случае можно только весьма приблизительно. Величина потенциала может быть при- нята в качестве критерия защищенности только в частном случае защиты от электрокоррозии судна, оборудованного системой электрохимической защиты. В этом случае потенциал корпуса должен находиться в защитном диапазоне, принятом для данного материала корпуса судна. О силе тока, проходящего через подводную часть корпуса, можно судить по потенциалу контрольной пластины (рис. 8.17). Опыт показал низкую чувствительность этого способа. Измерение силы тока, проходящего между корпусом судна и пластиной (рис. 8.18), — простой и наглядный способ, однако он также дает 155
значительную погрешность при .определении скорости электро- коррозии. Градиент потенциала вблизи корпуса судна, измеренный методом двойного зонда, позволяет непосредственно рассчитать плотность тока, стекающего с корпуса судна, по формуле (8.8). Однако применить этот способ в эксплуатационных условиях сложно, так как требуется установка зонда па подводной части корпуса и не обеспечивается необходимая точность измерений. Наиболее простым, удобным и точным способом контроля скорости электрокоррозии является измерение разности потен- циалов А«р между корпусом судна и береговым заземляющим контуром или между корпусами ря- дом стоящих судов. Величина Д<р представляет собой падение напря- жения на сопротивлении дренаж- ного провода или, что то же самое, на сопротивлении воды на участке цепи корпус береговой заземля- ющий коптур и позволяет количе- ственно оценить силу тока, стека- ющего с подводной части корпуса судна. Практически данный метод кон- троля осуществляется путем сра- внения измеренного значения А<р Рис. 8 19 Зависимость допусти- мой разности потенциалов ме- жду корпусом судна и берего- вым заземляющим контуром от солености воды в акватории с предельно допустимым значе- нием Д<рл для данных условий. Величина <рд устанавливается исходя из принятой допустимой плотности тока анодной поляризации (0,1 А/м2) и зависит главным образом от электро- проводности воды в акватории. Значения <рд для различной солености воды представлены на рис. 8.19. Для удобства прак- тического использования в нормативной документации вели- чина Aqi-j обычно указывается в упрощенной табличной форме (табл. 8.1). 8.6.2. Организация контроля защиты судов от электрокоррозии В производственных условиях на акваториях заводов и баз разность потенциалов между судном и береговым заземляющим контуром в различных условиях и в различные периоды времени изменяется в широких пределах. На рис. 8.20 показан характер- ный случай изменения величины Д<р во времени на акватории судоремонтного завода. При таком скачкообразном характере изменения А<р измерения целесообразно проводить в периоды наибольшего объема сварочных работ. Система производственного контроля должна предусматри- вать: 156
Рис. 8.20, Характерный случай изменения разности потенциа- лов между корпусом судна и береговым заземляющим конту- ром во времени периодическую проверку правильности электроснабжения судов; периодический осмотр состояния питающих электрических кабелей, дренажных проводов и их контактов с корпусами судов и береговым заземляющим контуром; измерения контролируемых параметров и их сопоставление с допустимыми значениями; необходимые регулировочные и ремонтные работы; осмотр состояния подводной части корпусов судов в доках после их достройки и ремонта; отражение результатов контроля в рабочем журнале. Рис. 8.21. Электрическая схема сигнализатора электрокорро- зии типа СЭС-1. мВ — контактный милливольтметр; И — электровимкческий инте- сигнализации о превышении допустимой разности потенциалов ме- жду корпусом судна и береговым заземляющим контуром. 157
Важным показателем для оценки эффективности защиты су- дов от электрокоррозии является общее количество электриче- ства, прошедшего через корпус судна в воду, которое позволяет судить о степени разрушения корпуса судна. Измерить эту ве- личину в производственных условиях затруднительно, однако можно количественно оценить ее путем определения величины и продолжительности превышения Д<рп. Это достигается с по- мощью самопишущих милливольтметров с последующим пере- счетом результатов на интегральный показатель в ампер-часах. Надежность и снижение трудоемкости контроля могут быть до- стигнуты путем его автоматизации с помощью сигнализатора электрокоррозии типа СЭС-I. Электрическая схема прибора по- казана на рис. 8.21. Основу сигнализатора составляют электроконтактный милли- вольтметр типа М288к и электрохимический интегратор типа Х603. Прибор позволяет осуществлять непрерывный контроль по ве- личине <р, сигнализацию о превышении <рД1 интегральный учет величины и продолжительности превышения Д«ря. 9. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОВ И СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ 9.1. ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. НАЗНАЧЕНИЕ И ТРЕБОВАНИЯ Лабораторные методы предусматривают исследования в усло- виях, имитирующих натурные, при которых можно определить и проконтролировать требуемые параметры. Как правило, они проводятся ускоренно. К Лабораторным коррозионным условиям в морской воде предъявляются следующие требования: имитация механизма коррозии; сокращение продолжительности эксперимента при условии возможности прогнозирования по его результатам сроков службы металла или композиции; воспроизведение вида коррозионного разрушения. Лабораторные методы применяют: при изучении закономерностей взаимодействия металлов с есте- ственной морской водой или иной имитирующей ее средой; как контрольные испытания при создании сплавов, средств защиты и выборе технологии обработки; при определении влияния металлов, средств их защиты на характеристики судов; как сравнительные (отборочные) для дальнейших испытаний в натурных условиях. 158
9.1.1. Общая коррозия Качественными показателями коррозии являются: изменение внешнего вида поверхности металлов: потемнение (общее или пятнами), наличие продуктов коррозии (цвет, отте- нок, характер расположения, состав, толщина), их адгезия и др.; микроскопическое изменение поверхности металла: появление трещин, локализация коррозии (межкристаллитная и другие формы локальной коррозии). Устанавливается при небольшом увеличении (не более чем в 20 раз). Количественные показатели коррозии и методы их оценки следующие: изменение массы образца, отнесенное к его поверхности S и ко времени испытаний т: Км ~ Дт/Sr, г/(сма-ч), где Лт — умень- шение (увеличение) массы образца за время т; / изменение толщины образца во времени; / глубина разрушения, отнесенная к единице времени, мм/год: где Y — плотность металла, г/см8; время ло появлепня первых очагов коррозии (инкубационный период); число очагов коррозии, появившихся за определенный про- межуток времени; площадь повреждений образцов; глубинный показатель коррозии: средняя и максимальная глубина коррозионных поражений при локальных формах кор- розии; изменение электрического сопротивления образца за опреде- ленное время воздействия коррозионной среды, %: kK = KRi—Wo 1-100, где Rit Rn — конечное и начальное электрическое сопротивле- ние, Ом; изменение механических свойств металла — предела проч- ности, относительного удлинения, предела выносливости и дру- гих — в процессе воздействия коррозионной среды за определен- ное время, %; например, прочностной показатель коррозии kD- 1(Лв — Л1ХЯв 1-100, где По, Hi — характеристики прочностных свойств до и после испытаний; количество кислорода, поглощенного в процессе коррозии, отнесенного к поверхности металла и ко времени испытаний, см5,'(см2-ч): /го — V/(St), где V—-объем поглощенного кисло- рода, см8; S — площадь поверхности металла, см2; т — время, ч; анодные и катодные характеристики металла, предельные диффузионные токи по кислороду. Определение скорости коррозии. При оценке коррозионных потерь образцов часто используется грави- 159
метрический метод. Количество прокорродировавшего металла определяют взвешиванием образцов до и после исследований Вычисляется скорость коррозии, г;'(ма-ч), по формуле Км — (т0 — mjHSx), где т0 — масса исходного образца, г; mt — масса образца после удаления продуктов коррозии, г; По потере массы оценивают среднее значение глубины кор- розионного повреждения, мм/год, при условии, что металл раз рушается равномерно: Кг = 8,76/С/у', где 8,76 — коэффициент пересчета. К недостаткам гравиметрического метода можно отнести труд- ность удаления продуктов коррозии (сначала механическим пу- тем, затем травлением в специальных растворах) и возможность уноса при этом основного металла. Глубину коррозионной язвы или больших питтингов измеряют с помощью остроконечного микрометра или индикаторного измерительного прибора с тонкой иглой; при большом числе язв используют профилометр. Глубину тонких питтингов измеряют микроскопом с помощью калибровочного винта путем фокусировки сначала на поверхность образца, потом на дно питтинга. В случае сложных форм питтин- гов используются металлографические исследования поперечных шлифов. Методы исследований. Коррозионную стойкость металлов определяют в условиях полного, частичного или пере- менного погружения образцов в емкости с морской водой или средой, ее имитирующей. При полном погружении контролируются аэрация и температура. Температура поддерживается с помощью термостата. Аэрацию контролируют измерением растворенного кислорода с помощью химических методов анализа или по окисли- тельно-восстановительному потенциалу среды. Содержание кисло- рода варьируют путем подачи воздуха, кислорода или аргоно- кислородной смеси (иногда перекиси водорода). Аэрация при переменном погружении осуществляется за счет периодического погружения образцов в коррозионную среду и извлечения из нее. Для того чтобы эти испытания были воспро- изводимы, циклы погружения и сушки должны быть одинаковыми во всей серии опытов. При этом необходимо контролировать влаж- ность окружающей атмосферы и температуру, постоянно возме- щать потерю испаряющейся из раствора воды. Исследования при частичном погружении требуют поддержа- ния постоянного уровня среды в течение всего опыта, чтобы гра- ница раздела воздух—среда не смещалась. 9.1.2. Щелевая коррозия Исследование щелевой коррозии металлов основано на экспо- нировании образцов с искусственной щелью, созданной путем соединения двух однородных металлов или металла и неметалли- 160
веского материала с контролируемым зазором. Щелевая коррозия оценивается но потере массы, площади и глубины пораженных в зазоре участков образца. Более точный способ имитации щели заключается в соедине- нии болтом по центру двух дисков металла, поверхность одного из которых плоская, а другого — обработана на конус, при этом часть конуса, близкая к центру, образует- очень тонкую щель, а часть плоскости на периферии — более широкую. 9.1.3. Межкристаллитная коррозия Испытания на межкристаллитную коррозию коррозионно- стойких сталей осуществляются в соответствии с ГОСТ 6032—84. Алюминиевые сплавы на межкристаллитную коррозию испыты- ваются: при полном погружении в растворы — 3 %-ный раствор NaCl-|- + 0,1 % Н2О2 на 10 сут или 3 %-ный раствор NaCl + I °6 HCI (у = 1,14 г/см3) на 24—48 ч; при переменном погружении — 10 мин на воздухе, 50 мин — в 3 %-ном растворе NaCl в течение 15—20 сут; при анодной поля- ризации (Z — 10 мА/см2) в I %-ном растворе NaCl в течение 20 мин; при анодной поляризации в различных потепциостатических режимах, в основном в кислых растворах. 9.1.4. Коррозионное растрескивание Коррозияпри статическом нагружении (коррозионное растрескивание). Представляет собой хрупкое раз- рушение металла под одновременным воздействием коррозионно- активной среды и статических (как правило, растягивающих) напряжений. Исследования коррозионного растрескивания сво- дятся к выдерживанию напряженного металла в коррозионной среде при постоянной нагрузке или деформации. При постоянной нагрузке напряжения в процессе испытания непрерывно возра- стают за счет уменьшения реального сечении образца, а при по- стоянной деформации уменьшение сечения образца приводит к снижению фактически действующих напряжений, иногда до 30 и даже 50 % исходной величины. Для легких сплавов чаще применяется способ изгиба плоского образца в виде коромысла с постоянной стрелкой прогиба. На- пряжения, МПа, подсчитывают по формуле с = &)Ehfll\ где Е — модуль упругости; h — толщина образца, мм; f — стрелка про- гиба, мм; I — расстояние между опорами, мм. Более равномерно растягивающие напряжения распределяются в поверхностных слоях образца при применении метода трех- и четырехточечного изгиба. Для упругих металлов используется метод создания напря- жений в плоской пластине при изгибе ее в кольцо и сведении кон- 6 П/р Е- Я. Люблинского 161
ЦОв плоской пластины в петлю, однако эти методы приводят к по- явлению значительных неравномерно распределенных пластиче- ских деформаций в образце и не позволяют оценить количественно действующие растягивающие напряжения. Растягивающие на- пряжения на образцах в виде петли рассчитываются по формуле о = M/W = PLIW, где М — изгибающий момент; W — момент сопротивления образца; Р — устанавливаемое опытным путем усилие, необходимое для сближения концов петли; L — плечо сгибающей силы. Испытания образцов на коррозионное растрескивание при постоянной нагрузке осуществляется на специальных установках рычажного типа со свободно висящим грузом; при постоянной деформации — на установках с винтовыми устройствами, зада- ющими удлинение образцов. Коррозия при динамическом нагруже- нии. Важными факторами коррозионной усталости являются: величина переменных напряжений; величина средних напряжений (при асимметричном цикле); частота перемены знака напряжений; физико-механические характеристики металла. База для коррозионно-усталостных испытаний обусловли- вается типом машин и задачей исследования. При испытаниях на машинах с частотой нагружения 1500—3000 циклов в минуту принимаются соответственно следующие базы: для гладких об- разцов 10-10® и 20-10®; для образцов с концентраторами напря- жений, упрочненных или с защитными покрытиями — 20-10* и 100-10®. Виды нагружения: изгиб, растяжение—сжатие, консольный изгиб н кручение, консольный изгиб, в том числе при симметрич- ном и асимметричном циклах, изгиб с вращением и растяжение — сжатие при симметричном цикле. Способ подвода коррозионной среды оказывает определенное влияние на предел выносливости металлов. Влияние среды на коррозионно-усталостную прочность оценивается коэффициен- том влияния среды рс, представляющим собой отношение предела выносливости металла в данной коррозионной среде к пределу выносливости на воздухе о_,: рс = По результатам испы- таний на коррозионную усталость строят графики а—N (где и — напряжение, a N — количество циклов до разрушения), по которым определяют предел коррозионной выносливости (уста- лости). < 9.1.5. Коррозия в движущейся морской воде Поток среды относительно металлической поверхности соз- дается: вращением дисковых образцов; прокачкой через трубча- тые образцы; прокачкой через неметаллическую насадку, в стен- ках которой смонтированы образцы. Первый способ прост, но имеет существенные недостатки: затруднены электрохимические измерения вследствие ненадеж- 162
ности электроконтакта с вращающимся образцом; поперечный поток из-за вращения дисков-образцов уменьшает истинную скорость движения образца относительно среды; скорость омы- вания растет с увеличением радиуса образца. 9.1.6. Кавитационная эрозия Для изучения процессов кавитационного разрушения исполь- зуют два основных вида испытаний: гидравлические и вибра- ционные. Гидравлические испытания сводятся к созданию мощного турбулентного потока, вызывающего кавитационные разрушения. Их выполняют по методу двухпорогового перелива, методу Вен- тури, методу ударной струи и методу перфорированного ротора. Вибрационные испытания проводят па магнитострикционных виб- раторах . 8.2. СТЕНДОВЫЕ И НАТУРНЫЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ 9.2.1. Атмосферные испытания Испытания металлов и сплавов на коррозионную стойкость и также исследование кинетики коррозионных процессов в атмо- сферных условиях проводятся по ГОСТ 17332—71. Стандарт охватывает методы испытаний на общую, контактную, щелевую коррозию и коррозию под напряжением. Основным оборудованием для коррозионных испытаний в атмосфере являются установки и приспособления, удерживающие об|>азцы в определенном поло- жении в течение всего времени испытаний. Установки бывают двух вадов: открытые стенды для исследования в морской атмосфере, устанавливаемые на крышах зданий и на земле на расстоянии от моря не более 15 м и не менее 5 м для исключения попадания морской воды на образцы при штормах; закрытые стенды, используемые при испытании образцов, когда необходимо исключить попадание на них атмосферных осадков. Для создания высокой влажности атмосферы используют закрытые емкости, в которых постоянно находится морская вода. При морских атмосферных испытаниях необходимо ежедневно контролировать относительную влажность и содержание хлоридов в атмосфере. Натурные атмосферные испытания проводятся также непосредственно на судах. 9.2.2. Испытания при полном погружении При полном погружении определяют скорость общей корро- зии, склонность металлов и сплавов к язвенной, щелевой, кон- тактной, межкристаллитной коррозии, а также к коррозии под напряжением. Испытания при полном погружении в море про- 6* 163
водятся на специально оборудованных стационарных или плаву- чих стендах в специальных кассетах. Образцы для испытаний должны быть: закреплены изолированно от кассет и друг от друга,- размещены на одинаковой достаточно большой глубине, чтобы исключить значительное влияние дифференциальной аэрации при приливах и отливах и поверхностных загрязнениях акватории; ориентированы таким образом, чтобы не заслонять собой соседние образцы от потока воды (естественного или искусствен- ного); расположены параллельно друг другу на определенном рас- стоянии (минимальное расстояние 100 мм), чтобы при скоплении на образцах организмов обрастания оставалась возможность сво- бодного протока между ними морской воды. Испытания при полном погружении в море по продолжитель- ности должны составлять не менее 1 года, чтобы включать все климатические периоды года. Эго позволит усреднить влияние температуры, интенсивности обрастания, сезонного опреснения акватории. 9.2.3. Испытания при переменном погружении Проводятся или в стандартных морских кассетах с последу- ющей перестановкой образцов на атмосферные стенды, или в спе- циальных кассетах, пригодных для испытания в море и атмосфере без демонтажа. Для получения более агрессивных условий при- нимается следующая периодичность: 20 сут в море и Ю сут в атмо- сфере. 9.2.4. Испытания в движущейся воде Испытанию подвергают трубчатые и плоские образцы на специальных установках, к которым непосредственно подводится морская вода, или при полном погружении и вращении их в море. Испытания в движущейся воде в условиях стенда обладают зна- чительным преимуществом перед лабораторными испытаниями. 9-2.5. Испытания под наоряжением В стендовых условиях испытываются образцы-макеты или части конструкций, напряжение в которых создается в процессе технологических операций. Общепринято использовать образцы- макеты размерами 1000 к 1000,ч20—100 мм, включающие в себя различные конструктивные элементы, например шов набора, то- чечную наплавку, пятак нагрева, прихватки, наплавленный шов, стыковой шов, шов шпилек и др. Продолжительность испытаний образцов-макеюв составляет 3—5 лет с промежуточными осмо- трами 1 раз в год. 164
9.2.6. Испытания в глубоководной и сероводородной зонах Испытания в натурных глубоководных условиях (иа глубине свыше 60 м — ниже зоны интенсивного ветрового перемешива- ния) проводятся потому, что в лаборатории невозможно воспро- извести все параметры глубоководной и сероводородной зон и их естественные изменения. К месту испытаний должны предъ- являться следующие требования: дно должно быть достаточно плоским, а место испытаний открытым и удобным для транспор- тировки испытательных установок на судах. Оно не должно располагаться в области ограниченной циркуляции морской воды. Основные параметры глубоководных зон различных районов Миро- вого океана различаются незначительно (табл. 9.1). Методы проведения коррозионных испытаний образцов в глу- боководной и сероводородной зонах в основном не отличаются от методов стендовых коррозионных испытаний, но имеется значи- тельное отличие в оборудовании и оснастке для проведения кор- розионных испытаний. 9.3. МЕТОДИКИ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 9.3.1. Изготовление и подготовка образцов для исследований Выбор материала образцов. Определяется сле- дующими факторами: химическим составом и структурой мате- риала; его технологической характеристикой (краткая, но до- статочно полпо характеризующая технологию); деформацией (ха- рактером и степенью в процентах); состоянием поверхности и обработкой (полным описанием методики подготовки образца, со-1 стояния поверхности: естественная пленка, окалина, трещины, риски и т. д.); номером плавки или партии, выбором завода-из- готовителя и т. д.); формой образцов; площадью рабочей поверх- ности с точностью 1—2 %. Обработка и подготовка поверхности. В зависимости от цели испытаний поверхность образцов обрабаты- вается шлифовкой, травлением (табл. 9.2), пескоструйным или дробеструйным способом. Образцы могут испытываться также в их естественном состоя- нии. При коррозионных испытаниях желательно испытывать об- разцы малой толщины, так как при этом получается более выгод- ное соотношение между площадью поверхности и массой образца. На металлических образцах торцы зачищаются от заусениц и задиров. Перед установкой на испытания поверхность образцов обезжиривается. Образцы не должны иметь на поверхности сле- дов коррозии, окалины и механических повреждений- Для пас- сивирующихся металлов после подготовки поверхности необхо- димо определить сплошность и толщину пассивной пленки. 165
Подготовку неметаллических образцов к испытаниям допу- скается проводить по ГОСТ 17332—71, п. 3. Кромки образцов металлических материалов перед установкой на испытание окра- шиваются по штатным схемам. Контроль исходных параметров метал- лических материалов, металлических и полимерных покрытий. Количество параллельных об- разцов составляет: минимальное—три, в среднем — пять и максимум — 10—12. Для исследования локальных форм кор- розии берется до 15 образцов (например, для определения предела выносливости) и до 30 образцов при исследовании процессов оп- тимизации. К основным контролируемым исходным параметрам металли- ческих материалов, металлических и полимерных покрытий от- носятся: размеры и форма образцов; площадь их рабочей поверх- ности; исходная масса образцов (в том числе подложки); электри- ческое сопротивление; форма и площадь поперечного сечения; прочностные характеристики (предел выносливости, предел теку- чести, относительное удлинение и сужение); толщина и сплош- ность металлических и полимерных покрытий; адгезия полимер- ных покрытий; электрохимические характеристики металлических образцов и образцов с^покрытиями (емкость двойного слоя, ско- рость электродной реакции, плотность тока на единицу площади, электродный потенциал композиции); стационарный потенциал коррозии; поляризационные характери- стики неокрашенного металла. Образцы, предназначенные для корро- зионно-механических испытаний, предва- рительно подвергают дефектоскопии с целью отбраковки образцов с трещи- нами, не обнаруженными при визуаль- ном осмотре. 9.3.2. Оснастка и приспособления для коррозионных испытаний Для испытания образцов при стати- ческих и динамических нагружениях используются ячейки, изготовленные из I Рис. 9.1. Ячейка для яс- оргстекла или резины, на которые мон- пытания образцов при ста- тируются образцы фис. 9.1, 9.2). Форма тнческих напряжениях, и размеры ячейки должны обеспечивать достаточную аэрацию находящейся (про- текающей) в ней морской воды. Для электрохимических измерений применяют стеклянные ячейки сложной конфигурации (рис. 9.3). Кассеты для испытаний на общую коррозию представляют со- бой рамки (из органического стекла, текстолита и других изоля- ционных материалов), на которые подвешиваются образцы. Для 166
Рис. 9.2. Схема для контроля трещинообразован ия. 1 — образец; 2 — кронштейн скани- рующего устройства; 3 — ходовой винт; 4 — концевые выключатели; б — электродвигатель с редуктором; щиа’милливольтамперметр с усили- телем; е — блок управления; 9 — блок питания; 10 — Датчик дефек- Рис. 9.3. Ячейка для электро- химических измерений напря- женных образков. Рис. 9.6. Кассеты для испытания образцов при постоянной деформации: а — для создания в образце постоянной стрелки прогиба; б — для испытаний при движении в морской воде.
испытания образцов при движении на шпиндельных аппаратах используются специальные кассеты из оргстекла, представляющие собой два параллельных диска, сцепленные между собой болтами с углублениями по торцам для образцов. Образцы располагаются но разным окружностям, что позволяет испытывать их одновре- менно на разных скоростях (рис. 9.4). При испытании на коррозионное растрескивание для создания напряжения на образцах при постоянной деформации широко ис- пользуются кассеты с трех- или четырехточечным изгибом (рис. 9.5). Эти кассеты изготовляют из текстолита, оргстекла или из испытываемого материала. Рис. 9.6. Индика- тор д’Ля определе- ния глубины корро- зионных поражений 9.3.3. Оборудование и приборы для контроля коррозионных исследований Приборы для контроля п о в е р х н о с т и. При неравномерной или местной коррозии металла образцов глубину коррозионных поражений измеряют иглой, укрепленной на под- вижном конце индикатора часового типа (рис. 9.6) или профилометром. Для контроля наличия трещин на поверх- ности напряженных образцов или определения момента их появления применяют магнитно- вихревые дефектоскопы и приборы для заме- ров электродных потенциалов. Для дефекто- скопии образцов при статическом напряжении используется дефектоскоп ДНМ-500У в ком- плекте с самопишущим милливольтметро.м Н-320-5 и усилителем постоянного тока И-37. Датчик передвигается по образцу с помощью специального приспособления (см. рис. 9.2). Приборы для контроля фи- зико-химического состояния металла, металлических и по- лимерных покрытий. следующие приборы и приспособления: электрод сравнения и потенциометр или электрометр для из- мерений потенциала, рассчитанные на работу только при боль- ших входных сопротивлениях для уменьшения поляризации электродов сравнения; миллиамперметры различных марок для измерения тока; потенциостаты с разной мощностью (марок П5848, П5827 и Др-) для поляризации в гальваностатическом и потепциостатиче- ском режимах (а также в динамических режимах); мосты переменного тока с различным частотным диапазоном (например, мост переменного тока Р-568 в комплекте со звуко- вым генератором ЗГ-34 и ламповым вольтметром ЛП-13) для опре- деления импеданса. 168
Для контроля физико-химического состояния металлических и полимерных покрытий часто пользуются специальной ячейкой- стаканом, который с целью ограничения исследуемой площади наклеивают на образец. Стакан заполняют жидкостью и в нем раз- мещают электроды. Оборудование для исследований при статическом нагружении. Испытания металличе- ских образцов на склонность к коррозионному растрескиванию (статическое нагружение) проводят путем нагружения образцов Рис 9 7. Общий вид ма- шины МУП-50 для йены таний металлов на растя- жснис-сжатие. Рис. 9 8. Схема машины УММ-01 для коррозион- по усталостных испытаний при консольном из- гибе. 1 — динамометр. 2 - оизОудитсль динамических ко- лебания, 3 — ячейка с коррозионнов средой я обра- с помощью пружин или рычага с грузом. Установки состоят из герметически закрывающихся ячеек. Образцы испытываются не- зависимо друг от друга. Растягивающие напряжения создают с помощью горизонтального рычага первого рода с соотношением плеч 1 : 50 и червячно-винтового ручного привода. Оборудование для исследований при ди- намическом нагружении. Испытания при динамиче- ском нагружении образцов в коррозионной среде классифицируют как испытания на коррозионную усталость. Используют машины (табл. 9.3) с приспособлением (ячейкой) для подвода морской воды к образцу. Коррозионно-усталостные испытания с асимметрией цикла нагружения растяжение — сжатие при больших нагрузках (до 500 кН) проводят на универсальной гидравлической испытатель- ной машине МУП-50 (рис 9.7). Машина оборудована системой под- 169
вода морской воды в испытательную ячейку, которая соответствует форме и размерам образца, и электрической схемой для исследо- вания электрохимических процессов. На ней испытывают плоские и круглые образцы. Используют также прецизионные машины УММ-01 (рис. 9.8). Испытания проводят при консольном изгибе в жестком режиме нагружения — при контролируемой деформации с частотой на- гружения 25 цикл/с. Среднее напряжение цикла задается предвари- тельным изгибом образца в плоскости нагружения. Амплитуда цикла измеряется и контролируется оптическим устройством по предварительно построен- ному графику деформация— напряжение. Оборудование для исследований в дви- жущейся морской воде и при воздей- ствии кавитации. Установка для испытания в быстродвижущейся морской воде представляет собой ем- кость диаметром 1100 мм (рис. 9.9), на внутренних стенках которой закрепля- ются образцы. В центре Рис. 9-9. Установка для коррозионных ис- пытаний в быстродвижущейся воде ванны установлена крышка, при помощи электродвигателя и лопастей приводящая в движение морскую воду, постоянно протекающую через емкость по водо- проводу. Скорость движения воды — от 5 до 20 м/с. Одновре- менно на установке можко испытывать до 33 прямоугольных об- разцов размером 200 x80 x 3—13. На этой установке можно испытывать образцы под напряжением при постоянной деформа- ции, вмонтированные в кассетки (см. рис. 9.5, а). Для испытаний образцов в быстродвижущейся морской воде со скоростью 50 м/с используют установку «Скорость» (рис. 9.10). Основным звеном установки является рабочий участок насадки, в котором располагаются образцы. В этом участке поток макси- мально ускоряется. Насадка в сборе с кассетами и образцами представляет собой канал прямоугольного сечения. Обе стенки насадки легкосъемные. Образцы (диаметр 50 мм) выполняются «плоскими, круглой формы в виде усеченного конуса для установки их в посадочном седле заподлицо с поверхностью стенки, обращенной к потоку воды. В сквозных отверстиях стенок монтируются съемные элек- троды сравнения для измерения потенциалов испытываемых об- разцов. Измерительный пульт установки оборудуется регистри- рующими приборами для записи во времени токов поляризации и потенциалов образцов. 170
Для коррозионных испытаний движущихся образцов в мор- ской воде используются шпиндельные аппараты (рис. 9.11). На них испытываются образцы двух типов: образцы-диски (диа- метр 142 мм) и прямоугольные образцы размером 50x30 мм (см. рис. 9.4). Шпиндельный аппарат состоит из емкости, изготовлен- ной из оргстекла, диска, на котором в пазах крепятся образцы или кассета с образцами, кронштейна с электродвигателем и шпин- делем и подъемного устройства. Через емкость шпиндельного ап- Рие. 9.10. Гидравлическая схема установки вСкорость». I — электродвигатель; 2. 4. S, 13 — регулирующнз вентили; 3 — изсос; б — манометр; 7 — конфузор; 8 — кассета с образцом: 9 — вспомогательные электроды; 10 — электрод сравнения; 11 — стенкв с кассетанн (насадка); 12 диффузор; 14 — отводная труба; 16 — фильтр. парата протекает морская вода по системе трубопроводов с оп- ределенной скоростью (до 0,5 м/с). При использовании сложной кассеты, в которой прямоугольные образцы монтируются в три ряда (см. рис. 9.4), обеспечивается скорость их движения, рав- ная 6, 10 и 18 м/с. Для исследования коррозионных и эрозионных процессов ис- пользуют гидромеханическую установку винт—насадка (рнс. 9.12). Основная часть установки —стационарно закреп- ленная на морском стенде подруливающая колонка, снабженная направляющей насадкой упрощенного профиля с окнами для раз- мещения кассет с образцами. Внутри насадки вращается гребной винт с окружной скоростью концов лопастей винта относительно испытываемых образцов, равной 30 м/с. 171
Наиболее ответственный узел установки — направляющая на- садка Корпус насадки — полый цилиндр, несколько расточен- ный с внутренней поверхности на конус. На внутренней поверх- ности насадки возле каждой кассеты с образцами приварены спе- циальным образом стимуляторы эрозии — кавитирующие по- рожки, создающие и направляющие диагонально по каждой паре образцов дополнительные тур- булизованные струи гидропо- тока. Установка оборудована схемами для исследования элек- трохимических параметров. Рис. 9.12. Схема гидравлической ус- тановки. I — привод электродвигателя: 2 — ре- дуктор, 3 — настдка с кассетами: 3 — кассета с образцом: 5 — винт; б — вспо- могательный электрод. 7 — электрод Рис Ч 11 Принципиальная схема шпиндельного аппарата с круговым пробегом образцов I — контактный термометр; 2 — корпус ванны, 3 — шпиндель; в — испытуе- мый образец; 6 — ребро. 6 — диск; 7 — клнноремеяный привод; Я — электро, двигатель; 9 — подъемное устройство. 10 — терморегулятор: 17 — нагрева- тель; /2 — змеевик; 13 - основание сравнение. Оборудование для исследований в ус- ловиях высокого гидростатического дав- лен и я. Для лабораторных исследований применяются авто- клавы с максимальным рабочим давлением до 60 МПа. Лабора- торный автоклав представляет собой толстостенный сосуд, кован- ный из легированной стали, объемом: 5000 см3. Внутренний диа- метр камеры 160 мм, внутреннее давление — статическое, рабочая среда — морская вода. Автоклав предназначен для определения максимально допустимого рабочего давления рабочей среды при испытаниях различных элементов (например, электродов, датчи- ков и др.), а также для электрохимических и коррозионных ис- следований металлических образцов, в том числе с покры- тиями. 172
9.4. МЕТОДИКИ СТЕНДОВЫХ И НАТУРНЫХ ИСПЫТАН!'.!! 9.4.1. Изготовление и подготовка образцов, макетов и конструкций для стендовых и натурных испытаний Выбор форм и раз:и ера образцов, маке- тов и конструкций Для стендовых коррозионных ис- пытаний используются стандартные прямоугольные образцы раз- мером 350 -.250.- 2—30 мм. В технически обоснованных случаях для стендовых испытаний при полном погружении в море возможно испытание образцов других размеров, например 250.- 100 .2—5 или крупногабаритных образцов (макетов) размером 2,5 1,5х Х10 м и более Возможно испытание части конструкции массой до 4 т и более при полном погружении впе морского стенда. В глу- боководной зоне Мирового океана используются для испытания на общую коррозию плоские образцы размером 100.''50Ч!—2, 100 x200x1—2; 150 <200 • 1—2, 200> 200 I—2 мм, для испыта- ний при коррозии под напряжением — образцы «кольца Одинга» и образцы типа «локоточки» с размером рабочей части 110 /10 v л 2—3 мм (напряжение в виде постоянной деформации на этих образцах создается в кассетах с грехточечпой опорой). Контроль исходных параметров в напря- женном и ненапряженном состоянии ме- таллов (в том числе с покрытиями). Контроль исходных пара- метров образцов для стендовых и натурных испытаний осуществ ляется в соответствии с п. 9.2. Выбор условий и сроков испытаний Ус- ловия стендовых и натурных испытаний металлических мате- риалов и покрытий связаны с требованиями эксплуатации кон- струкций, изготовленных из этих материалов. Продолжитель- ность стендовых испытаний определяется необходимостью иметь данные о коррозионных процессах в эксплуатационных средах за период, близкий к эксплуатационному. Минимальная продол- жительность стендовых испытаний на общую коррозию должна составлять не менее 1 года, чтобы охватигь годовые колебания температуры морской воды, солености, различную насыщенность среда кислородом, а также различные периоды развития обра- стания. Для исследования коррозии во времени, что при необходимости дает возможность путем экстраполяции прогнозировать резуль- таты на более длительные сроки, необходимо проводить проме- жуточные осмотры. Для этой цели рекомендуется проводить съемы образцов через каждые 3 мес, при более длительных испы- таниях снимать образцы для осмотра рекомендуется один раз в год. После осмотра в случаях снятия продуктов коррозии путем травления образцы с дальнейших испытаний снимают 173
Продолжительность натурных испытаний на судах опреде- ляется продолжительностью экспедиций. При общей продолжи- тельности испытаний образцов, составляющей 1 год и более, об- разцы между экспедициями консервируются. 9.4,2* Оборудование и приборы для стендовых и натурных испытаний В естественных условиях моря проводятся испытания на семи коррозионных станциях СССР. Типичный оснащенный стенд для проведения морских коррозионных испытаний при полном по- гружении в море находится на Черном море. Это свайное соору- жение на железобетонных конструкциях, выдвинутое в море. Размер пирса 45,8 z* 14,4 м (рис. 9.13). На стенде размещено 30 Рис 9.13. Общий вид стационарного морского сгепда на Черном море окои размером 3,5X1,9 м каждое. Емкость каждого окна до 500 образцов стандартного размера (350 x 250'<2—30 мм). Глубина погружения до 5 м. Стенд в целом вмещает около 12 000 стандарт- ных образцов. Образцы на стенде размещаются в кассетах, пред- ставляющих собой металлическую конструкцию с поперечными гребенками, облицованными резиной (рис. 9.14). Образцы рас- полагаются между гребенками (рис. 9.15). Кассеты с образцами с помощью автокрана устанавливаются в окна стенда в специаль- ные штормовые крепления (рис. 9.16). * На этом стенде проводятся испытания при частичном и пере- менном погружении образцов, для чего используются специаль- ные приспособления. Для коррозионных испытаний трубчатых образцов (отрезки труб) применяется стационарный стенд, морская вода на который подается системой насосов непосредственно из моря (рис. 9.17). 174
Плавучие устройствам экспедиционные суда. Для проведения коррозионных испытаний в районах с большими приливами и отливами применяются плавучие стенды, 2№ Рис. 9.14. Схема кассеты для образцов, испытывающихся при полном погружении на морском стационарном стенде. Рис. 9 15. Общий вид образцов в кассетах. Рис. 9.16. Схема кассет, установленных в окна стенда. / — балки перекрытий; 2 — обоймы образ- цов, резина. устанавливаемые на якорях, чтобы сохранить постоянным уро- вень морской воды, омывающей образцы. Плавучие стенды пред- ставляют собой плот, площадка которого оборудована решет- ками для монтажа в них кассет с образцами. Натурные испытания могут проводиться непосредственно на эксплуатирующихся судах. Имеется ряд организаций, име- ющих научно-исследователь- ские суда (НИС) для выполне- ния задач, связанных с иссле- дованием моря, в частности для проведения испытаний судо- строительных материалов и средств защиты от коррозии. На НИС испытывают образцы су- достроительных материалов, части конструкций и опытные судовые конструкции. Районы установки объектов испытания выбирают наиболее опасными с точки зрения развития коррозии или наиболее близкими по ус- ловиям эксплуатации к испытываемому объекту. Для установки образцов на корпусе судна используют специальные текстолито- 175
вые кассеты, к которым крепятся образцы: образцы могут кре- питься непосредственно к корпусу судна. При испытаниях на под- водной части судна к его корпусу приваривают шпильки, на ко- торые с помощью электроизолирующих прокладок, шайб, втулок крепятся кассеты с образцами и отдельные образцы. Исследуемые образцы устанавливают по всему корпусу: па днище, в районе переменной ватерлинии, ио бортам, в корме и носовой части. Опытные конструкции устанавливаются также в районах судна, соответствующих условиям эксплуатации. Для Рис 9 17 Система насиспп для прокачки морской воды непосредственно из моря через труби испьпания судостроительных материалов, предназначенных для надводной части судна, образцы монтируются преимущественно на атмосферных стендах по различным районам палубы, надстроек или в помещениях. Оценка коррозионной стойкости судострои- тельных материалов при натурных испытаниях проводится ана- логично стендовым испытаниям. Приборы контроля параметров среды. Контроль гидрохимических параметров среды в районе испы- таний в стендовых условиях осуществляется по известным мето- дикам. Для отбора проб используются батометры типа БМ-48 Соленость определяют па солемере ГМ-65, концентрацию кисло- рода — методом Винклера, pH — на Рн-метре 340 или рН-метре ЛПУ-01. Измерительный комплекс кислород—сероводород—зонд ИКС-М с электродом, специфичным по отношению к сульфидным 176
ионам, используется для определения коррозионной актив- ности морской воды и исследования сероводородных зон. Применяют также следующую аппаратуру: для измерения температуры морской воды — глубоководные термометры (для автоматической регистрации распределения тем- пературы слоя воды глубиной до 200 м рекомендуется использо- вать батитермограф); для измерения скорости и направления воды на любых глуби- нах — морскую вертушку ВМ-М или БПВ; для автономного измерения скорости течения, температуры, электропроводности и гидростатического давления среды — изме- ритель-автономный цифровой унифицированный АЦИТ. В при- боре АЦИТ используют для контроля гидростатического давления датчики тензометрического типа, стационарный платиновый тер- мометр ТСП365-01 с малой тепловой инерцией (1,5 с); кондукто- метрический датчик с трехэлектродной ячейкой для замера элек- тропроводности; узел магнитной записи «с катушки на катушку» (результаты измерений записывают на магнитную кассету в циф- ровом виде); канал связи (данные передаются на расстояние 6 км). 10. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗАЩИТЫ СУДОВ ОТ КОРРОЗИИ 10.1. СТРУКТУРА ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ СЛУЖБЫ В СТРАНЕ Структура и задачи противокоррозионной службы в стране определены постановлением Совета Министров СССР от 12 июля 1978 года. Ответственность за решение проблемы борьбы с коррозией металлов в стране возложена на Госкомитет СССР по науке я технике (ГКНТ), Госплан СССР, Госстрой СССР и Гос- стандарт СССР в соответствии с п|Х>филем их деятельности. В ми- нистерствах, ведомствах и союзных республиках созданы отрасле- вые и республиканские противокоррозионные службы. При ГКНТ организованы Межведомственный научно-техниче- ский совет по защите металлов от коррозии и Всесоюзный меж- отраслевой научно-исследовательский институт по защите ме- таллов от коррозии (ВМНИИК). 10.1.1. Межведомственный научно-технический совет по защите металлов от коррозии Основными задачами, возложенными на Межведомственный совет, являются разработка и проведение в жизнь единой техни- ческой политики в части совершенствования противокоррозион- 177
ной защиты и сохранения металлического фонда страны, анализ и оценка достижений науки и техники в области защиты металлов от коррозии, -Определение наиболее актуальных направлений ис- следований и’разработок, координация научно-исследовательских работ и практических мероприятий по защите металлов от кор- розии . Межведомственный совет имеет в своем составе секции по сле- дующим важнейшим проблемам противокоррозионной защиты: теория коррозии и защиты металлов; коррозионно-стойкие стали и сплавы; коррозионные испытания; защита металлов и покрытий от биологической коррозии; комплексная, в том числе электрохимическая, защита подзем- ных и морских сооружений; ингибиторы коррозии и ингибитированные материалы; защитные лакокрасочные покрытия, технология и оборудова- ние для их нанесения; коррозионно-стойкие полимерные конструкционные материалы и покрытия; стандартизация методов и средств противокоррозионной за- щиты; неорганические защитные материалы и покрытия; гальванотехника,- жаростойкие и защитные покрытия; технико-экономические аспекты проблемы коррозии ме- таллов. 10.1.2. Отраслевая противокоррозионная служба Является составной частью единой противокоррозионной службы страны, возглавляемой ГКНТ. Основная задача — орга- низация работ по защите от коррозии основных фондов отрасли и повышению коррозионной стойкости выпускаемой отраслью продукции. Отраслевая противокоррозионная служба представляет собой систему структурных подразделений объединений, предприя- тий, научно-исследовательских и проектных институтов, кон- структорских бюро, деятельность которых направлена на решение вопросов защиты металлов от коррозии (рис. 10.1). Противокоррозионную службу министерства возглавляет один из заместителей министра. В аппарате министерства организация работ по защите металлов от коррозии возлагается на группу специалистов (специалиста) в составе одного или нескольких управлений министерства. Координирующим органом в системе отраслевой противокоррозионной службы является головная ор- ганизация по защите от коррозии. Функции головной организа- ции возлагаются на наиболее компетентный институт отрасли в области теории коррозии и защиты металлов от коррозии 178
'иповая структура отраслевой противокоррозионной службы.
На предприятиях министерства работы по защите металлов от коррозии осуществляются противокоррозионной службой пред- приятия. 10.1.3. Республиканская противокоррозионная служба Республиканская противокоррозионная служба (рис. 10.2) яв- ляется составной частью единой противокоррозионной службы страны, возглавляемой ГКНТ. Основной задачей республиканской противокоррозионной службы является организация работ по защите от коррозии основных фондов республики и повышению коррозионной стойкости продукции, выпускаемой на предприя- тиях республики. Работу республиканской противокоррозионной службы возглавляет Госплан республики. Организация работ по защите металлов от коррозии возлагается на соответствующий отдел Госплана республики, в составе которого выделяется группа специалистов (специалист) по защите металлов от коррозии. При Госплане республики создается республиканский научно-техниче- ский совет по защите металлов от коррозии, который образует в своем составе секции по важнейшим проблемам защиты металлов от коррозии. Координирующим органом в системе республиканской противокоррозионной службы является головная организация по защите металлов от коррозии. Функции головной организации возлагаются на наиболее компетентный институт республики в об- ласти теории коррозии и защиты металлов от коррозии. На предприятиях республики работы по защите металлов от коррозии осуществляются противокоррозионной службой пред приятия. 10.1.4. Головная организация отрасли по защите металлов от коррозии Основной задачей головной организации является координа- ция научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) в отрасли по проблеме защиты металлов от коррозии Основные функции головной организации: разработка долгосрочных прогнозов и программ по основным направлениям работ в области защиты металлов от коррозии; разработка предложений к проектам годовых и пятилетних планов НИОКР предприятий отрасли; разработка предложений по производству новых видов кор- розионно-стойких материалов и средств противокоррозионной защиты; организационно-методическое руководство противокорро- зионными службами предприятий; организация учета и анализа потерь от коррозии и затрат на защит}' металлов от коррозии по форме № 1-кор на предприятиях и в целом по отрасли; 180
----функциональные связи 10.2 Типовая структура республиканской противокоррозионной службы
координация работ по стандартизации в области коррозии и защиты металлов; осуществление связи с ВМНИИК и Межведомственным научно- техническим советом по защите металлов от коррозии ГКНТ; организация учебы специалистов отрасли по курсу коррозии и защиты металлов при отраслевых институтах повышения ква- лификации; организация работы отраслевого научно-технического совета по защите от коррозии. 10.1.5. Противокоррозионная служба предприятия Основной задачей противокоррозионной службы предприятия является защита от коррозии основных фондов предприятий и выпускаемой готовой продукции. Службы создаются как на про- изводственных предприятиях, так и в проектных организациях. Структура и состав противокоррозионной службы определяются руководителем предприятия. Основные функции противокоррозионной службы производ- ственного предприятия следующие: организация работы по защите от коррозии основных фондов предприятия и готовой продукции; паспортизация основных фондов и готовой продукции с оцен- кой их коррозионного состояния; организация конкретных технических мероприятий по защите металлов от коррозии; организация отчетности по форме № 1-кор и технико-экономи- ческого анализа потерь от коррозии и затрат на противокорро- зионную защиту; контроль за соблюдением требований нормативно-технической документации по защите от коррозии на стадии реализации про- тивокоррозионных мероприятий и в процессе эксплуатации объ- ектов; организационно-методическое и техническое руководство под- разделениями предприятия при выполнении работ по защите от коррозии; рассмотрение и подготовка отзывов на проекты стандартов по защите от коррозии; составление ежегодного отчета о работе противокоррозионной службы и представление его в головную организацию отрасли (республики) по защите металлов от коррозии. Основные функции противокоррозионной службы проектной организации: изучение нормативно-технической документации, действую- щей в отрасли (республике), по защите от коррозии проектируе- мых объектов; выбор средств противокоррозионной защиты проектируемых объектов в соответствии с действующей технической документа- цией; * 182
разработка в составе проектов разделов по защите объектов от коррозии; авторский надзор за осуществлением противокоррозионной защиты объекта в процессе его изготовления и эксплуатации; обобщение и анализ опыта защиты объекта от коррозии и разработка предложений по совершенствованию средств противо- коррозионной защиты; разработка технических заданий на проведение НИОКР по созданию коррозионно-стойких материалов и средств противо- коррозионной защиты новых объектов; рассмотрение и подготовка отзывов на проекты стандартов по защите от коррозии; составление ежегодного отчета о работе противокоррозионной службы и представление его в головную организацию отрасли (республики) по защите металлов от коррозии. 10.2. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ СУДОВ ОТ КОРРОЗИИ ЕСЗКС (Единая система защиты от коррозии и старения) — комплекс взаимоувязанных государственных стандартов, уста- навливающих требования, правила, нормы и методы по обеспече- нию защиты изделий и материалов от коррозии, старения и био- повреждений на стадиях разработки, производства, эксплуатации и хранения. В состав ЕСЗКС входят четыре основных вида стан- дартов: организационно-методические и общетехнические; технических требований; правил приемки и методов контроля; типовых технологических процессов. Система государственных стандартов ЕСЗКС (табл. 10.1) до- полняется рядом отраслевых стандартов ЕСЗКС и стандартов предприятий, конкретизирующих и развивающих положения го- сударственных стандартов применительно к специфике отрасли. Межотраслевое научно-техническое и организационно-мето- дическое руководство работами по стандартизации в области за- щиты от коррозии изделий и материалов осуществляют головные организации по стандартизации по видам защиты металла от кор- розии. 10.3. ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕТА ПОТЕРЬ ОТ КОРРОЗИИ И ЗАТРАТ НА ПРОТИВОКОРРОЗИОННУЮ ЗАЩИТУ 10.3.1. Государственная статистическая отчетность С 1978 г. введена статистическая отчетность по форме № 1-кор «Отчет о потерях от коррозии металла и объеме применяемых средств противокоррозионной защиты». Формой № 1-кор, преду- 183
сматриваются следующие основные показатели затрат и потерь от коррозии металлов: прямые потери — затраты на капитальный и текущий ремонты по причине коррозии, стоимость металлических полу- фабрикатов, материалов, комплектующих изделий, списанных из-за коррозии, недоамортизированную (остаточную) стоимость основных фондов, списанных по причине коррозии; косвенные потери — стоимостное выражение потерь из-за простоев основных фондов, потери продукции и снижение ее сортности, затраты на ликвидацию ущерба, наносимого кор- розией окружающей среде; затраты на защиту от коррозии — капиталь- ные вложения на приобретение и монтаж средств защиты, эксплуа- тационные расходы на защиту основных фондов и готовой про- дукции, затраты на научно-исследовательские и опытно-конструк- торские работы в области защиты металлов от коррозии. Формой предусматривается также выделение затрат по видам противокоррозионной защиты основных фондов и готовой про- дукции и расход отдельных видов материалов. Отчет по форме № 1-кор представляется предприятиями и организациями в свои министерства (ведомства) и в местные статистические управления. Сводные данные по союзным и со- юзно-республиканским министерствам представляются в Централь- ное статистическое управление (ЦСУ) СССР. По республиканским министерствам сводные данные представляются в ЦСУ союзной республики. Такая система позволяет учитывать и анализировать данные по потерям от коррозии и затратам на противокоррозион- ную защиту па всех хозяйственных и территориальных уровнях. При организации учета и анализа данных по потерям и за- тратам следует руководствоваться следующей организационно- методической документацией: формой № 1-кор; Типовой методикой по учет}' потерь от коррозии металла и затрат па противокоррозионную защиту, разработанной ВМНИИК и ЦСУ СССР, отраслевыми инструкциями по учету потерь и затрат; Типовой методикой по анализу потерь от коррозии металла и затрат на противокоррозионную защиту, разработанной вмниик; отраслевыми методическими указаниями по анализу потерь и затрат. 10.3.2. Анализ потерь от коррозии металла и затрат на противокоррозионную защиту Анализ данных, полученных по форме № 1-кор, должен про- водиться ежегодно на различных хозяйственных и территориаль- ных уровнях. Схема организацию учета и анализа потерь и за- 184
трат показана на рис. 10.3. Анализ потерь й затрат в организа- циях и на предприятиях проводится с целью разработки органи- зационно-технических мероприятий по снижению потерь и повы- шению эффективности средств защиты от коррозии основных фон- дов и готовой продукции. В процессе анализа обычно определяются: основные составляющие потерь и затрат, в частности: П — прямые потери, тыс. руб.; К — косвенные потери, тыс. руб.; 3 — затраты на защиту, тыс. руб.; М — количество потерянного металла, т; Зф — затраты на защиту основных фондов, тыс. руб.; Зп — затраты на защиту готовой продукции, тыс. руб.; В масштабе народного хозяйства ГКНТ, ЦСУ СССР В масштабе отрасли В масштабе союзной республики Головная организация отрасли по защите от коррозии Головная организация респуб- лики по защитеот коррозии 1 В масштабе организации, предприятия В масштабе области Противокоррозионная служба предприятия Местное статистическое управление Рис. 10 3 Схема организации учета и анализа потерь от коррозии металла и затрат на противокоррозионную защиту динамика изменения указанных показателей по годам, харак- теризующая повышение или снижение степени защищенности основных фондов и готовой продукции от коррозии; удельный вес отдельных составляющих в общем объеме потерь и затрат: ПДП К + 3); К/(П + К |- 3); 3/(П + К |- 3) и т. д.; удельный вес затрат на текущий и капитальный ремонты ос- новных фондов в общем объеме прямых потерь; удельный вес недоамортизированной стоимости основных фон- дов в объеме прямых потерь и в объеме общей стоимости основных фондов; удельный вес затрат на защиту основных фондов и затрат на защиту готовой продукции в объеме общих затрат; затраты по отдельным видам материалов и по отдельным мето- дам защиты. Могут определяться и другие показатели для экономической оценки работы предприятия и отдельных служб по защите от кор- 185
розни ОСНОВНЫХ фондов и готовой продукции. При ЭТОМ ВЫЯВ- ЛЯЮТСЯ и основные причины коррозионных разрушений (напри- мер, ограниченное применение коррозионно-стойких материа- лов, низкие защитные свойства покрытий, низкий технический уровень ремонтных работ и т. п.); определяется экономическая целесообразность дополнительных капитальных вложений, ис- пользования новых средств противокоррозионной защиты, при- менения новых материалов и т. д. Анализ потерь и затрат в масштабе отрасли проводится с целью определения основных направлений дальнейших исследований и разработок в области защиты от коррозии, обеспечения пред- приятий необходимыми материалами и средствами противокорро- зионной защиты, выявления необходимости дополнительных капи- тальных вложений. В масштабе всего народного хозяйства анализ потерь и затрат проводится ГКНТ совместно с ЦСУ СССР: устанавливаются основные источники ущерба от коррозии металлов, эффективность различных средств и методов противокоррозионной защиты, оп- тимальное распределение материалов и оборудования; опреде- ляется постановка зздач по совершенствованию и разработке новых средств противокоррозионной защиты, а также для под- готовки кадров и решения других межотраслевых проблем, свя- занных с защитой металлов от коррозии.
ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1 Таблицы к главам 1—10 Таблица 1.1. Некоторые физические свойства металлов Группа металлов Металлы, входящие в группу Масса атома Плот- г/см’’ плавле- кипения гонки) в земной коре, % по массе Судострои- тельные Fe Al Си Ti 55,85 26.98 63,55 47,90 7,87 2,7 8,96 4,5 1811 933,5 1357 1941 3145 2793 2816 3442 4.20 7,45 0,01 0,61 Защитные покрытия Zn Cd Sn Pb Cr Ni Fe. Си 65,37 112,40 118.69 207.19 55,99 58,71 7,1 8,65 7,3 11,3 7,1 8,9 692.7 594,3 506 600,6 2176 1728 1179,3 1039,7 2896 2018 2840 3170 0,02 5-Ю'4 8-10"® 1.6-10"’ 0,03 0,02 Протек- торные Mg Al, Zn, Fe Mn 24,31 54.94 1.7 7,4 923 1517 1376 2392 2,35 0,1 Анодные Pt Si Ag Nb Fe. Ti 195,09 12.01 28.09 107,87 92,91 21,45 2.3 2,4 10,5 8,6 2233 4020 1688 1235,1 2742,0 3983 4200 3522 2440 5115,0 2-10-6 0,35 26 110 е 3,2-10-$ Легирую- щие эле- менты, в том числе перечис- ленные выше в группах В In Zr Ta Mo W Co Nd 10,81 114,82 138,91 91,22 50,94 180,95 95.94 183,85 58,93 144,24 2,34 7.31 6.2 6.5 6,11 16,6 10,2 19,3 8,9 6.9 2348 429,8 1190 2128 2190 3270 2890 3660 1767 1297 3980 2297 3727 4598 3665 5560 5100 5640 3230 3400 С1 Ю «4 СП — tn 1 м и ы w т ел м е, w 187
Таблица 12. Некоторые механические свойства металлов после различных способов изготовления н обработки при температуре 20 °C Me- °0.2- МПа °в‘ МПа «а. % °СЖ. МПа "уст. МПа вя.10-«, Дж/м* НВ. МПа Нд. МПа Fe 112—177 108—309 19-51 194 24 200—1180 589—687 Al 14—IOC 23—135 5-50 412 26—75 2-33 160—550 191—230 Си 69—287 125—731 33-60 1540 59—275 0,3—18 235—878 440—857 Ti 147—912 248—971 3—50 657— 2374 324—378 3—17 716—2550 1420—2090 Zn 14—157 39-245 5—60 30—7( 1—88 0,2 327—412 167-510 Cd 9,8 17-108 42-126 89 20—69 — 203—275 290 Sn 11,8 12—39 29-40 14 — 18 51—60 61—90 Cr 313 46-636 0 951 — 0,2 387—650( 1420—2500 Ni 78-426 333—588 5-37 .— 176—275 0,5-37 300—160( 1760—1890 Mg 123 8-16 — 54—70 0,6 260 313—480 Mn 706 —- — — — 196 3840 Pt 98—147 41 — —- — 400—500 880 Nb 153—491 147-687 1—49 — — 735—2450 863—2060 Прям ч а н и °0,2~ федал текучести при растяжении: св времен- uoe сопротивление разрыву; о. относительное удлинение. с — предел проч- HOC тн при сжатии; о - - предел усталости при временно изгибе; с — УДар- НЗЙ вязкость НБ — твердость но Бринеллю; — мнкротаердость. Таблица 13 Соленость воды, °/00, основных морских бассейнов Морские бассейны Поверхностные слои Глубинные слои (мак- симальная) Мини- мальная Макси- мальная Средняя (вдали от устьев) Моря Тихого океана Банда 33,1 34,6 34 — Берингово 29 33,2 32 — Восточно-Китайское 30 34 32 — Желтое 19 34 — 32,5 Коралловое 34,5 35,9 — — Охотское 30,5 33,3 — —— Сулавеси 31 34,1 — — Сулу 33 34,5 33,6 34,5 Тасманово 35 35,5 — — Южно- Китайское 31 34 — 34.6 Яванское 33,5 — Японские 32,5 35 — Моря Атлантического океана Адриатическое 30 38,7 38,5 38,7 Балтийское 2 8,6 7,0 23 Ирландское 32 34,8 — — Карибское 35,5 36 — 37 188
Продолжение табл. 13 Поверхностные слои Глубинные слон (мак- симальная) мальная мальная средняя (вдали от Мраморное 21 26 39 Северное 29 35,2 — 35,2 Средиземное 36,3 39,5 — 39 Черное 3 18 17,5 22,5 Азовское 2 11 9,5 — Моря Индийского океана Аравийское 35 37 36 Арафурское 33,6 35,0 — Красное 36,5 42,2 40,6 42,3 Т цморское 34,5 34,7 -— — Моря Северного Ледовитого океана Баренцево 30 35 34,5 34,5 Баффина 34,2 34,5 — — Белое 10 30 25,5 30,3 Бофорта 28 32 — — Восточно-Сибирское 10 30 — — Гренландское 30 34.5 — 35 Карское 5 35 — — Лаптевых 5 35 — — Норвежское 35 35.4 — — Чукотское 28 33,5 Закрытые коря Аральское 10 14 10.5 — Каспийское 1 13,2 12,7 -— Океаны Атлантический 32 37,3 35,5 35 Индийский 32 39 35,0 35 Северный Ледовитый 32 35 35,0 35 Тихий 30 36.5 34,6 35 Таблица 1.4 Усредненный ионный состав, **/(/(, некоторых морей Советского Союза и океанов Море Океаны ион Балтий- Араль кое '.ioe Каспвй- Черное Na' 1,970 2.263 3.810 3,182 5,321 10,707 к- 0.071 0,081 0,111 0,085 0,209 0,387 0,094 0,556 0,179 0,346 0,246 0,449 М«а' 0.248 0,490 0,166 0.731 0.648 1,317 сг 3 562 3.502 6,824 5,351 9.629 19,343 189
Продолжение табл. 1.4 Основной Море Океаны Балтии- Аральское «оГ Каспий- Черное Вг- so?- НСОз сог 0.502 0,088 0,002 3,130 0.194 0,019 1,009 0,140 0,007 3,012 0,110 0,031 1,305 0.080 0,067 2,688 0,097 0.006 s, %в 6,535 10,218 12,558 12,824 17,469 35,061 Таблица 1.5. Некоторые составы искусствеивой морской воды Соль Содержанке солей в типичных составах воды, г I 11 ш IV NaCl 23,926 23,477 27,021 27,165 Na,S04 4,008 3,917 3,368 3,368 КС1 0.677 0,664 0,739 0,739 NaHCO, 0,196 0,192 0,206 — KBr 0,098 0,096 — HSBO3 0,026 0,026 — — NaF 0,003 0,003 — MgCi2 — 4,981 2,493 2,493 СаС1г — 1.102 1,163 1,027 SrCla — 0,024 —• — NaBr — — 0,085 0,085 СаСОя — 0,123 S, 35,000 34,324 35,075 35,000 Таблица 1.6. Относительный вклад, *6 , основных комвонентов морской воды (S - 35 °/от, t — 23 °€) в электропроводность при атмосферном давлении Компонент Вклад Иои Вклад NaCl МдО. NagSOj СаС18 КС1 NaHCO, KBr 73 15 5.8 3.1 2,1 0,21 0,19 СГ SOJ- Br“ HCOJ Na* K* Ca2+ 64 6,12 0,06 29 2,7 o’,77 190
"Таблица 1.7. Усредненный химический состав и минерализация некоторых важнейших рек СССР Название реки Содержание главнейших ионов, мг/л s X <4 s i a О i & 4- X 8 К i Амударья 89,5 3,2 11,4 140,4 78,9 45,4 369 2540 Белая 114,0 25,0 17,0 272,1 166,9 18,0 613 1430 Бия 18,0 4,8 6,9 78,0 10,7 3.2 121 301 Великая 21,0 0,3 9,5 71,6 3,6 5.2 111 430 Волга 80,4 22,3 12,5 210,4 112,3 19,9 458 3530 Волхов 27,4 5,8 20,8 80,4 13,3 38,4 186 224 Вятка 33,6 9,3 24,8 186,0 7,4 8,0 269 1314 Десна 64,0 7,7 8,7 231,8 14,1 3,9 330 1130 Днепр 55,7 11,8 2,3 196,2 12,9 9,2 287 220 Дон 82.0 18,0 52,2 260,0 112 44,0 568 1870 Енисей 19,3 4 1.5 73,2 4 2,6 105 5075 Зеравшан 41,4 3,2 9,4 102.3 36,2 10,8 203 877 Иртыш 24,5 4,7 0,1 79,3 15,3 3,4 127 4248 Ишим 81,5 77,3 13,0 124,0 386,7 529 1212 2450 Калаус 303 379 1769 378 3527 1548 7904 436 Кальмиус 173,0 51,5 169,0 z68,0 48,0 210,0 1351 209 Кама 82,2 21,0 10,3 190,3 132,0 13,5 450 1805 Кубань 37,0 3,0 12,0 108,0 18,0 17,0 195 906 Кура 47,5 19,7 34,5 170,8 71,6 38,3 382 1364 Лена 18,0 3,8 18,8 66,4 21,2 15,2 143 4400 Москва 61,5 14,2 23 250,7 5,6 2,3 359 502 Нева 8,0 1,2 3,8 27,5 4,5 3,8 48,8 74 Нура 38,6 38.0 132,5 124,6 145,6 172 651 978 Обь 24,3 5,4 0,4 85,6 13,0 — 129 5410 Ока 84,6 18,7 11,3 218,7 108,4 14,4 458 630 Печора 4.6 2,1 3,2 24,4 2,6 3,0 40 1809 Пяндж 59,6 3,2 2,9 140,4 39,5 8,6 254 921 Северная Двина 41,4 9.4 13,4 122 47,1 14 247 744 Северский Донец 114,0 17,9 116,3 246,4 163 171,5 829 1053 Сура 115,6 18,2 2.5 221,4 169.6 9.0 536 841 Сырдарья 105,8 1,2 1,2 153,1 105,3 35,9 403 3019 Терек 89,9 18,6 21,2 216,9 123,4 24,9 495 623 Урал 106,2 27Д1 [1,0 265 4 156,1 14,2 580 2423 Чусовая 52,3 11,6 18,5 170,8 44,5 15,0 313 592 Эмба 165,7 46,7 333,2 245,9 345,5 504,6 1641 712 Южный Буг 63,2 18,3 12,5 268,4 24,5 9,8 897 806 Яна 8.2 2.1 0.5 31,7 2.8 1.5 47 872 191
< = III - t=s SS B8SS 2,8 31,1 187,5 Z о 1 i = «Ын - Ъ'®’® PPP ь 1,2 I 3,2 25.9 *« K> **» oo£ 0,07 0,5 2,7 г О । оое кли P-- p Vs ®€ъ fe'o'S Z g "g'g 1 'S's'2 — о о '«bloVs 2 и С 8 Si 8 ass ОШ 0>«J ~J kjrfbO oS 05 ppp а МЛ» стел® Sp 1 46.1 70.3 140.0 Г.®Г •||? Байкал Балхаш Валдайское Иссык-Куль Кара-Богаз-Гол Кулувдипекое Кучукское Ладожское Онежские Севан Телецкое Чудское Я 15,4 25,1 29,1 114 0,29 0,5 7.1 54 2 33,9 12,4 ! 23.9 Са‘+ 1 i i r в I h- 4,2 164 3.3 294 19,9 11,2 1,9 1,6 55,9 2,1 5,2 Mg’+ в.1 694 1 3,5 1475 81.2 82,3 8,6 '.5 96,7 1,7 11.5 1 NS++K+ 59.2 492,7 100,6 240 0,5 40,2 20,4 414,7 48,6 112,8 HCOs 4,9 897 4,3 2115 46,9 44,5 2,5 1,3 16,9 2,8 4.0 SOj" 1,8 574 4,2 1585 142,5 121,6 7,7 1,5 62,9 0,8 5.2 cr 92 2847 145 5823 281 г/кг 260 г/кг 68 31 662 69 163 ^$0 кэ р — р piJaSti- "ю «л *ч оо со -4 ел Площадь. Таблица 1.10. Свойства атмосферного воздуха в различных климатических районах I и II Продолжитель- ность увлажне- ния, ч/год Температура воздуха. вС Длительность действия температуры воздуха, ч/год >!« О li Климатический район по ГОСТ 1Б1Б0—69 i 1 1 Об- При влаж- ности 80 % н положи- тельных темпера- турах макси- мальная мини- мальная выше -4*’С от -40 "С — 20’С • И « я 3 Нн Ills o2S IF uls Illi “•» p. H rfo SI ih ih S = s a,S Холодный 17- -46 2750 1600 +38 -64 3650 2149 2015 54 33 250 0,3 Умеренный 58- -90 4000 3800 +50 -45 7500 5,7 682 90 29,6 250 0,3 Тропический влажный До 100 5000 5000 +47 +3,3 8760 - - 14 250 0,3 Тропический сухой До 120 1750 1147 +48,5 -8,9 8760 - 65 21 250 0,3 Морской умерен- но холодный До 58 4000 3800 +27 —21 7389 - 189 87 25,8 20 300 Морской тропи- ческий До 120 5000 5000 +36 +10 8760 - 20 20 300
Таблица ill. Составы газовых смесей Газы Содержание, % по объему Относи- тельная ноеть. Относитель- ная корро- зионная активность (для стали) о, SOj Морская атмосфера 21 0,01 До 100 1 «Инертные» газы: для пожаро, взрывобезопасности 5 0,02 До 100 0.7 для защиты от коррозии 1,0 0.001 » 80 0,2 1.0 0,001 » 100 0,3 5,0 0,001 » 60 0,4 5,0 0,001 » 100 0,5 Таблица 1.12. Уравнения для расчета термодинамических параметров Параметр Незвки- мевные Характеристические функции Уравнения для расчета Внутренняя энергия V, s и = f (S, V N, Xi) dU — TdS — pdV; U = A+ TS; U= TS — pV Энтальпия Р. S р, N, xii dH = TdS~t~ Vdp; H= 17 4- pv Гельмгольца энергия V, т A = f(V, T, V, л,) dA = —(pd-V4- SdT); A — U —TS Гиббса энергия Р. Т G=f(p, T, N, dG = Vdp — SdT; G= H — TS 194
Таблица 1.13 Процессы химической коррозии с образованием твердых продуктов и их термодинамические условия Реакция окисления S’. Дж/(мольЮ —ДН’ —ЛА" кДж з 4А| 4- 302 = 2A12Os 51.0 1669,8 1577,5 3 4Сг + 302 = 2СггО3 81,2 1129,1 1047,5 6 2Сг + 302 = TCrQ. — 579,4 --- 1 2Cu20 69,9 4-100,9 166,6 2 2Си + 02 = 2CuO 43,5 155,3 127,2 2 2Fe + О2 - 2FcO 54 266,7 4-244,5 4Fe + ЗО2 — 2FeA 89.9 822,1 741,4 2. 3 3Fe 4- 2О2 Fe8O4 141,4 1117,1 1014,8 2 2N14- 02~ 2NiO 38.5 244.5 216,4 2 2Sn 4- €>в =~ 2SnO 56,5 286,3 4-257,4 4 Sn4- 02 = Sn02 52,3 581,1 520 3 4Tt 4- 302 = 2Т1гО3 78,7 1518.9 1431 4 Ti4-Os — Ti02 50.2 941,6 882,1 5 4T1 4- 5Qz — 2Tijp6 129,3 2457,6 2315,3 2 2Zn 4- O2 =~ 2ZnO 43,9 347.9 318,2 3 2A14- 3C4 = 2AICIa 167,4 695.8 679,1 2 Cd 4- Cl2 = CdCla 118,4 389,3 342,9 3 2Cr -r- 3CI2 = 2CrCls 125,6 563,5 494 1 2CI14-CL,— 2CuCl 91,6 134,8 118,9 2 Cu -1- Cl., -= CuCl2 205,9 — 2 Fc 4- Cl2 = FeClj 119,7 341,2 302,2 3 2Fe — 3CI2 = 2FeCla .—. 405,2 — 2 Ni 4- Cl2 = NiCl* 107,1 316,1 272,5 2 Sn 4- cia = SnClE 258,7 545,5 474,3 2 Ti 4- ci2 = TiClt 103,4 504,9 з 2Ti 4- 3C12 = 2TiCl2 144 714,6 •—• 2 ZnCl2 108,4 416,1 369,6 3 2A1 4- 3S = А1Д 96,3 509,1 492,3 2 Cd 4- s = CdS 71,1 144,4 140,6 1 2Cu 4- S = CujS 121,6 79,5 86,2 2 Cu 4- s = CuS 66,5 48,5 48.9 2 Fe 4- S — FeS 67,4 95,0 97,5 3 2Fe4- 3S — FeaS3 53,1 177,9 166.6 2 Ni+ S — NiS 73,2 — 2 Sn-f- S — SnS 98,8 77,8 82,4 2 Zn 4- S — ZnS — 58,6 — 4A14- 3C - ai4c, 104,6 129,3 121,4 — 3Fe4-C — FcZ- 107,6 -[-20,9 4-14,6 t« — c— TiC 226,0 221,9 2Fe — N2 — 2FcN 158,6 -1-4,6 — 4Fe -L N, ~= 2Fc2N 101,3 3.7 .—. .— 8Fe 4- Na = 2Fe4N 156,1 10,6 3,7 — 2Ti 4- N2 = 2TiN 30,1 .305,6 276,7 — 3Zti 1 \B — Zh„N2 — 28.8 — Примечание S° — энтропия nernecTsa в стандартном состояния — количество теплоты, получаемою системой в элементарном изотерма сском про- цессе, ДН* — стандартная теплота образояэния данного соедкяэния иэ простых ння данного соединения из простых веществ "(изобарный потенциал 195
Таблица 1.14 Стандартные электродные потенциалы ионизации металлов, применяемых в судостроении, в водных растворах при температуре 25 °C Электродный процесс Vo. В Vo. в La = La3+ + Зе —2,522 Cd = CcF + 2e —0,403 Nd = Nd34 + Зе -2,431 Co — Ccr4 + 2e —0,277 Mg = Mg1* + 2e —2,363 Ni = Ni2’ + 2e -0,25 Д] = Al34 + 3e —1,663 Mo — Mo84 + 3e —0,2 Ti = Ti24 + 2e -1,63 In = ln+ + e -0,139 Zr = Zr44 4- 4e —1.539 Sn -= Sn24 — 2e -0,136 Mn -= Mn24 + 2e -1.179 Pb = Pb24 4- 2e —0.126 V -= V2* -Г 2e -1.175 Fe — Fe34 + 3e -0.037 Nb = NbSt + 3e LI Bi _ Bi24 + 2e 0,215 Cr =- Cr24 + 2e -0,913 Cu — Cu24 + 2e 0,337 Zn = Zns+ 4- 2e —0,763 Cu — Cu4 -|- e 0,52 Cr -= Cr34 4- 3e —0.744 Ag — Ац+ + e 0,789 Jn = Jn84 + 3e Fe = Fe24 ~t~ 2e - 0,443 —0.44 Pt Pt24 + 2e 1.188 Таблица 1.15 Равновесные ’) электродные потенциалы катодного восстановления основных окислителей при коррозии металлов в судостроении и на морских судах Электродный проце с «г " Электродный процесс <₽р. в pH - 7 pH — о Oa-| 2HSO4 2e +0,26« 2Н4 4- 2е^ Hs Оа 1 4Н4 + 4е = 2Hst) 0 - HaOa-F 2011- O2 — 2H4 + 4e — 4OH- -1,229 -0,815 -1,356 Ц2О2— 2Н4 -!- 2е= 2HsO 1 1,776 1 IsCj -| 2e — 2OH pH = 14 Cis-!- 2e = 2CI 1.36 21LO , ‘2г - Н2— 2О1Г -0,828 Оа 1 2HSO — 4е — 4ОН" 1 0,401 *) Равновесный (обратимый) потенциал — потенциал электрод» при равен- | стее скоростей обмена Йонами между металлом и электролитом соответствует 1 стаилаотному элсктполиему потенциалу при активности веществ, участвующих в реакции, равной единице 196
Табл и и a 1.16 Электрохимические эквиваленты металлов, применяемых в судостроении Мнталлы n am- г/(А-ч) aQ, нм*/(А-ч) <2. А-ч/кг Fe 2 1,042 132,4 960 3 0,694 88,2 1441 Си 1 2,371 264,6 422 2 1,186 132,4 843 Ti 2 0,894 196,7 1118 3 0,671 149,1 1490 4 0,447 99,3 2237 Al 3 0,335 124.0 2985 Mg I 0,908 534,1 1101 2 0,454 267.0 2202 Zn 2 1,219 171,7 820 Мп 2 1,024 138,4 976 4 0.512 69,2 1953 Pt 2 3,643 169,8 274 4 1,821 84,9 549 Pb 2 3,865 342,0 258 4 1,932 171,0 517 Afi I 4,024 383,2 248 Cd 2 2,097 242,4 477 Sn 2 2,214 303,3 452 4 1,107 151,6 903 Ni 2 1,095 123,0 913 3 0.730 82,0 1370 Cr 3 0,647 91,1 1545 6 0,323 45,5 3096 В 3 0,134 57,3 1463 In 3 1,427 195,2 701 La 3 1.727 278.5 579 c 4 0,112 48,7 8928 Si 0,262 109,2 3816 Zr 4 0,851 130.9 1175 v 5 0,380 62,2 2G3I Nb 5 0.693 80.6 1443 Mo 6 0,597 58,5 1675 W 6 1,144 59,3 874 Co 2 1,099 123,5 910 Nd 3 1,794 260,0 557 197
Таблица 1.17. Формулы для расчета скорости коррозии Продукты норрозвм ^ои FMe Формула дая расчета Условия Летучие газы »1 А' = ЛрС0 Окисление при <ВО8г Плен ия: пористые <1 Нет ограничений для диффу- зии окислителя При наличии ограничений для диффузии II При равенстве скоростей окис- ления и диффузии II о о* & 1= При равенстве скоростей вну- тренней и внешней диффу- сплошные >1 г При наступлении полного ограничения диффузии Таблица 1.18. Влияние температуры на законы роста окисных пленок ва основных судостроительных металлах i. «С Закен Урааяэкке Металлы <100 Логар ифмичвский 6 ka 1g (at + t>) Fe, Al, Cu <200 Fe Кубический ва = 3kBt Cu Обратный логарифма че- 6 = (c — ka Ig-r)-1 Al >200 Параболический «*= 2*ni Fe, Al, Cu 198
Таблица US. Законы роста окисных пленок некоторых металлов Законы Уравнение Металлы t’C Линейный 6 = от + Ь Mg Т1 Nb. Мо Zr 500—600 650—830 700—900 1000-1100 Логарифмический 6 =- *п Iga ’ + Ь Zn, Ti, Zr Ni 250-350 150—300 Степенной 5 = ОТ*" Ti Zr 350-500 300—900 Параболический 6* = 2Л„т Nb, Mo, Ni W, Zn 250—300 400—500 Сложные На различных участках одно из указанных выше уравне- Ti, W Nb, Mo 600—1000 400—500 Таблица 1.20. Равновесные потенциалы металлов, применяемых в судостроении Me- Электродный ироцвес в Формула —в>р. В, при pH ’ 8 8.5 10.6 Fe Al Cu Ti Zn Cd Sn Pb Cr Ni Mg Mn Pt Nb Fe -> Fe(OH)E Fe -> Fe(OH)a Fe(OH)E -► ->Fe(OH)s A1->A1(OH)S Cu -> Cu(CH)2 Ti-> TiO Ti->Ti(QH)s Zn Zn(0H)2 Cd -M Cd(OH)2 Sn-«-Sn(OH)E Sn Sn(OH)4 Pb -> Pb(OH)s Cr -M Cr(OH)a Ni -> Ni(OH)2 Mg->Mg(OH)E Mn -> Mn(OH)B Pt -M Pt(OH)E Nb -* NbO NbO —NbOE NbOa-M Nb2O6 Ф = —0,047 — 0,059 pH Ф — -0.059 —0,059 pH Ф = —0,271 — 0,059 pH Ф — -1,471 — 0,059 pH Ф — 0,609-0,059 pH <!> — —1.306 — 0,059 pH Ф = —0,849 - 0,059 pH Ф —0,400 — 0,059 pH <₽ = 0,005 — 0,059 pH Ф =~ —0,091 — 0,059 pH Ф = —0,008 — 0,059 pH ф — 0,277 — 0,059 pH Ф = —0,654 - 0,059 pH Ф^ 0,110 —0,059 pH ф^ —1,862 — 0,059 pH Ф 0.727 — 0,059 pH Ф^ 0,980 - 0,059 pH Ф= —0,733 — 0,059 pH Ф — —0,625 — 0,053 pH ф = —0,289 — 0,059 pH 0,420 0,532 0,202 1,944 4-0,136 1,779 1,322 0,873 0,468 0,564 0,465 0,196 1,127 0,353 2,335 1,200 4-0,507 1,206 1,098 0,762 0,608 0,620 0,290 2,032 4-0,048 1,867 1,410 0.961 0,556 0,652 0,553 0,284 1,215 0,451 2,423 1.288 4-0,419 1,294 1,186 0,850 0,667 0,679 0,349 2,091 —0,011 1,926 1,469 1,020 0,615 0,711 0,612 0,343 1,274 0.510 2,482 1,347 +0,360 1,353 1,245 0,909 * Усредненные значения pH,- коиденсируемай из морской атмосферы влаги, морской подтоварной, речной и озерной веды 7—9; првэлектродного слои при кор- розии железа S—10; прязлектродного елея нрв катодной поляризации (протек торной и катодной защите) металлов 18—11. 199
Таблица 1 21 Некоторые основные зАкбйЫ диффузионной кинетики и концентрационной поляризаций Закон Формулы Обозначения Стационарной диффузии — первый закон Фика Нестационарной диффузии — второй закон Фика /д--ВДС Д/в -= —DS ДС Дт При линейной диффузии ат Ох2 при трехмерной диффузии дс д% / ^с &c аас\ U \ дх' ду2 ‘ dz2 / «д — диффузионный поток; D — коэффициент диф- фузии; ДС = градиент кон- центрации — число час- тиц, диффундирующих через сечение за время Дт ас скорость накоп- ления вещества в точке; х, у, г — направления Диффузии Для основных реакций. диффузия и восстановле- ние кислоро да на заен троде диффузия н восстановле- ние кислоро- да И ИОНОВ водорода на электроде Пр„ пр» £»? iJ'-aFD-Sl Пря <?•>.** /c==iH*-4-i°‘- Пр« _ (Н+ .Од Д Д ' д iK — плотность тока катод- ного восстановления ионов водорода; »д — плотность диффузионно- го тока; Со и С — концентрация кислорода в электроли- те и па поверхности элек- трода; 6 — толщина диффузион- ного тока Концентрацион- ная поляриза- ция Для разбавления их рас творов Чк - Фи - Фр 200
Таблица 1.22. Классификация способов защиты Способы защиты Физическая сущность Примеры Рациоиаль- Устранение первопри- Правильный выбор материалов, уст- ное проек- тирование чины коррозии ранение контактов разнородных ме- таллов, оптимальное конструирова- Пассивные Изоляция поверхности металла от корро- зионной среды Нанесение лакокрасочных, полимер- ных, металлических, неметалличе- ских неорганических и комбиниро- ванных покрытий Активные Изменение природы металла, электролита или кинетики про- цессов коррозии Поверхностное или объемное легиро- вание металлов, ингибирование сре- ды, электрохимаческая поляриза- ция поверхности Комбини- Оптимальное сочетание Нанесение металлизационных, метал- рованные двух и более пассив- ных (активных) спо- собов, или обоих способов лиэационно-полимерных и элек- троизолирующих покрытий Инги- бирование среды и протекторная защита Нанесение покрытий, ингибирование среды и протекторная защита Нанесение покрытий и электрохими- ческая защита Таблица 2.1 Классификация сталей Труп- Подгруппа стали Категория или марка стали Нормативный документ I. Сталь корпусная А. Сталь углеро- дистая нор- мальной проч- ности Б. Сталь низко- легированная повышенной прочности А. В. D. Е А32, D32, Е32, А36, Е36, D36 А40, Е40. 10ХСГН1Д, D40 (СХЛ-45), 10ГНБШ, 10ХНДМФ-Ш, 12ХН2МДФ (АБ-1), 12ХН2МДФ-Ш (АБ1-1П) 09Г2С ГОСТ 5521—76 ГОСТ 5521—76 П. Сталь общего назначения А. Сталь угле- родистая обыкновенного качества Б. Сталь низко- легированная ВСтЗсп4, ВСтЗспЗ, ВСтЗсп2, ВСтЗпс4, ВСтЗпсЗ, ВСтЗГпс4, ВСтЗГпсЗ, ВСтЗпс2, ВСтЗГпс2, ВСтЗсп, ВСтЗпс, СтЗсп, СтЗпс, ВСт4спЗ, Ст4Сп, СтбспЗ, 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1Д, 10Г2С1, 10ХСНД ГОСТ 380—71, ГОСТ 5521—76 ГОСТ 19282—73 201
Продолжение табл. 2.1 ГРУП- Подгруппа стали Категория или марка стали Нормативный документ И. Сталь общего назначения | В Сталь угле- родистая ка чественная конструкцион- ная 10, Юкп, 20, 25, 35. 45 ГОСТ 1050—74 Г. Сталь леги- рованная кон- струкционная качественная и высококаче- ственная 20Х, 40Х, 4ОХН, 38ХМ 40ХН2МА (40ХНМА), 36Х2Н2МФА, 38Х2Н2МА, 38ХНЗМФА ГОСТ 4543—71 Д. Сталь леги роваиная сва риваемая дис- персионно упрочняемая 08ГДН, 08ГДНФ ОСТ 5.9125—84 Е Сталь высоко легированная коррозионно стойкая 20X13, I4X17H2; 08Х22Н6Т, 09Х17Н7Ю, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08XI8H10T, 10Х17Н13М2Т, 08Х15Н4ГЗ, (ДИ 20), 08X17Н6Т (ДИ-21) ГОСТ 5632—72 к А. Сталь угле- родистая Б. Сталь леги- рованная В. Сталь высоко- легированная 20Л. 25Л, 35Л, 45Л ЗОГСЛ, 08ГДНФЛ, 08ГДНЛ 10Х18Н9ТЛ, 10Х18Н12МЗТА, 0Х17НЗГ4Д2ТЛ. 10Х14НДЛ (5Х14НДЛ) ОСТ 5.9125-84 ?02
Таблица 2.2. Химический состав, % по массе корпусных сталей > 1 1 о,os- о.10 г 1 1 О' gi | g е g Не более 0,06 0,02— 0,06 0,02— 0,06 Не более 0,06 Не более 0,06 0,02— 0,06 0,015— 0,06 0,02— 0,06 S „ “со X оо л ее оолее 0,35 0.08 о 1 н. более 0,35 <и X Z 1 и. более 0,40 ! Не более 0,40 Й более 0,20 Не более 0,20 - 1 1 0.035 SfiO‘0 1 1 1 1 0,035 । 1 Не менее 0,40 Не менее 0,80 0,60— 1,40 0,70- 1,50 0,90— 1.60 J § 09*1 1 53 0,10— 0,35 0,19— 0,50 S .<= Не более 0,23 Не более 0,21 Не более 0,21 Не более 0,18 более 0,18 Не более 0,18 И 11 sS < CQ О И со й СО -СПИ CD CDCO < пи 203
g Продолжение табл, 22 Марка (кате- гория стали) с Si Мп Р | S хе более Сг Ni Си Мо AJ (кисло- твори- мость) Nb v А40 D40 Е40 Не более 0,12 0,8-1,] 0,5—0,8 0,035 0,035 0,6—0,9 0,5—0,8 0,4-0,6 Не более 0,06 Не более 0,02— 0,06 - 09Г2С 10ХГСН1Д (СХЛ-45) 10ГНБШ ЮХНДМФ-Ш 12ХН2МДФ (АБ-1) 12ХН2МДФШ (АВ-1Ш) Не более 0,12 Не более 0,12 0,08— 0,11 0,08— 0,11 0, io- о. 14 0,10— 0,14 0,5-0,8 0,7-1,0 Не более 0,40 0,20— 0,40 0,40 1,3—1,7 0,5—0,9 1,15— 1,65 0,30— 0,65 0,50— 0,80 0.50— 0,80 0,030 0,035 0,015 0,015 0,030 В суу не бо 0,05 0,015 0,035 0,035 0,012 0,012 0,030 ме ее 0,012 Не более 0,30 0,4—0,7 Не более 0,30 0,35— 0,75 1.05 1,35 1,0 1,4 Не более 0.30 1,3-1,6 0,65— 1,05 0,50— 0,90 1,85— 2,15 1,85— 2,15 Не более 0,30 0,3-0,6 Не более 0,30 0.40— 0,65 0,40— 0,70 0,40— 0,70 0,05— 0,17 0,10— 0,20 0,10— 0,20 По рас- чету 0,03 0,05 0,02 яо рас- чету 0,03 по рас- чету 10ХСНД 1ОГ2С1Д g g CT WCT з а я aas. QCTCT a gg Oto CT 05 CT ЛОПОО a & 2> 2- й> n raw teen aonon g w & & w s s * l£‘O -83*0 0,18— 0,27 £e 0,14— 0,22 a P— 0,14— 0,22 n 0,80— 1,10 о ° 0,50— 0,80 0,17— 0,37 0,15 I 0,35 0,12— 0,30 He 0,15 gg I 21 pg •g'5 °Т 1,40— 1,80 08‘0 -03*0 0,40— 0,70 o? 0,30 0,60 1 0,40- । 0,65 0,40— 0,65 a о Ъ в § с Ь о 0,035 i 0,040 0,040 o "о g § 0,035 0,035 0,050 | g P 0,050 030‘0 и 0,60— 0.90 е 0,30 £ £ i £ £ £ £ 5 r> 0,50— 0,80 £ 06*0 ° £ ° § £ £ £ z р 0,15— 0,30 0,30 £ £ £ £ p £ 0
Таблица 24 Химический состав, но массе, углеродистых конструкционных сталей общего назначения и для отлнвои Марка стали С S1 Мп 20 25 35 45 20Л 25Л 35Л 45Л 0,17—0,24 0,22-0,30 0,32-0,40 0,42-0,50 0,17—0,25 0,22—0,30 0,32—0,40 0,42—0,50 0,17—0,37 0,17—0,37 0,17—0,37 0,17—0,37 0,20—0,52 0,20—0,52 0.20—0,52 0,20—0,52 0,35-0,65 0,50-0,80 0,50-0,80 0,50—0,80 0,35—0,90 0,35—0,90 0,40-0,90 0,40-0.90 Пр н мече месей, % не более Примеси S Р Ni As не. В зависимости от способа выплавки допускается при- Стали общего назначения Стали литые 0,040 0,045—0,06 0,035 0,040—0,08 0,025 0,30 0,025 0.30 0,08 — Таблица 2 5. Механические свойства сталей (ОСТ 5.9414—83 ограничение ГОСТ 5521— 76, 380--71 и 19282—73) Марка стали Вид Толщина. Состояние поставки СТ' МПа °в- МПа в*. % 1 2 3 4 5 6 7 А т Ш, П, ф 4—50 4—60 Г 235 400—490 22 В т Ш, П, Ф 4—50 4—25 Г, Дн D т III, П, Ф 4—50 4—30 н. Дг Е Ш, П, Ф 4—50 4—20 - А32; D32 Е32 Т, Ш, П, Ф 4—10 и более Н, 30, Дг Н. 30 313 470—590 22 D36 А36, Е36 ш? с 4—32 4—15 н. зо 352 490—620 21 А40, D40, Е40 Т, Ф III, с 4—32 4—15 30 392 530 690 19 206
Продолжение табл. 2.5 Марка стали Вад проката Состояние °Т’ МПа ’’в- МПа 6,, 1 2 3 4 5 6 7 09Г2С Т 32—60 30 294 >451 21 ЮХСН1Д т ф 4—15 4-5.5 ВО, 30 г 441 549 19 10ГНБ-Ш ЮХНДМФ-Ш 12ХН2МДФ 12ХН2МДФ-К (АБ-1Ш) т 10—40 10—40 30—70 71—100 30-70 30 353 392 490 440 490 471—618 510—657 570—710 520—650 570—610 22 20 20 19 21 ВСтЗсп4 т, ш, и, Ф, с 5—25 г 245—235 372—480 26 ВСтЗспЗ т 5—25 26-40 >40—100 >100 Г 245-235 235 225 205 372—480 26 25 23 ВСтЗсп2 Т, III, П, Ф 4—20 >20-40 >40—100 >100 г 245 235 225 205 372—480 26 25 23 ВСтЗГпсД Т, III, П, Ф 5-9 10-30 г 245 245- -235 372-490 26 ВСтЗГпсЗ т 10^30 >30—10 >40—100 >100 245 245-235 235 225 205 372—490 26 26 25 23 ВСтЗГпс2 (СтЗсп) (СтЗпс) Т. III, Ф, с 4—20 >20 40 >40-100 >100 г 245 235 225 205 372—490 26 25 23 207
Продолжение габл, 25 Марка стали Вид МПа 1 2 3 4 6 6 7 ВСт4спЗ ’с 5—9 10—40 >40—100 >100 Г 264 254 245 235 412—530 24 23 21 Ст5спЗ Т, с 4—20 >20—40 >40—100 >100 г 284 274 264 254 490—627 20 19 17 09Г2 Т, Ш, С, Ф П. Ф т. с, Ф 4-20 4—10 и более 21 -30 г 304 294 294 441 21 т. Ш, У. С, Ф 4—9 10- 20 343 326 490 470 09Г2С Т, С, Ф 21—32 33—60 61—80 >80— 160 г 304 284 274 264 460 450 440 430 21 10Г2С1Д Ф. ш, п Ф, ш, п 4-32 >10 Г, 30 г г 343 343 333 400—686 490 480 21 1ОГ2С1 т, ш. у. 5- 20 г 353 343 490 480 10Г2С1Д С, Ф 21—32 33—60 61 100 Г, 30 333 326 294 470 450 430 208
Продолжение табл. 2.5 Таблица 2.6. Механические свойства углеродистой конструкционной стали для отливок Марке стали от, МПа V мп« С.. % св, Дж/см* 20Л 215 412 22 49 25Л 235 441 19 39 ЗбЛ 274 490 15 34 45Л 314 539 12 29 Таблица 27. Механические свойства углеродистых конструкционных сталей общего назначения Марка стели Вид заготоа- табл' 2.8) Толщина (диа- метр), мм Состояние МПа Ов. МПа г 20 Т 4—160 5^86 Г, Н, О, ВО Г, П 245 372 -411 >4П 28 25 25 С sc80 Г, Н 274 >450 23 к С 4—60 .-£180 Г, н, о. во г, н 313 480—519 >529 21—23 20 45 С 4—60 ^80 г. н, о. во г, о 353 >549 >598 18—19 16 209
Таблица 2.8. Скорость коррозии, мм/год, углеродистых и низколегированных сталей в морской воде Группа (марка стали) - <РС, з S = 7+19 «'.о $ = 20 +40 •>/,„ Оп ’ < 4 М/С «а < 12 м/с Лер Кыакс Лер *маке Лер Лмакс Лер Лиакс IA, ПА 0,45—0.5 0,05-0,07 0,4-0,5 0,3-0,4 0,9—1,2 0,1-0,2 0,25—0,35 0,6—0,8 1.1-1,5 1Б В том числе- 0,44—0,52 0,06-0,09 0,1-0,2 0,3—0,45 1-1,5 0,1-0,3 0,2—0,4 0,5-0,7 1,2-1,6 09Г2С 0,46-0,5 0,07 0,14 0,43 1,4 0,11 0,24 0,61 1,4 12Х2МДФ (АБ-1) 0,39-0,43 0,06 — — — — — — 1,2 12Х12МДФШ (АБ-1Ш) 0,39-0,43 0,06 — — — — 1,01 ПБ В том числе: 0,4—0,52 0,05-0,08 0,08-0,15 0,3—0,5 1,1-1,5 0,1—0,2 0,2—0,4 0,45-0,70 1,1 1,6 09Г2 0,46-0,5 0,07 0,14 0,43 1,4 0,11 0,24 0,61 1,48 10ХСНД 0,44—0,48 0,06 0,08 0,37 1,18 0,11 0,27 0,58 1.4 10Г2С1Д 0,42—0,46 0,06 0,13 0,4 1.4 0,13 0,31 0,63 1,4 III • Оп — скоро 0,45-0,5 | 0,12—0,2 сть потока морской воды - - 0,6-0,9 1,0-1,4 Таблица 29 Химический состав, по по массе, легированных сталей Группа (марка) стали Сг Ni Си с Мо Мп Si S Р 20Х 0,7-1 - - 0,17-0,23 0,5-0,8 0,17-0,37 40Х 0,8—1,1 - 0,36-0,44 0,5-0,8 0,17—0,37 40ХН 0,45 -0,75 1-1,4 0,36—0,44 0,5—0,8 0,17-0,37 38Х2Н2МА (38ХНМА) 1,30—1,7 1.3-1,70 Си <0.3 0,33-0,4 0,20—0,30 0,25—0,5 0,17-0,37 <0,025 <0,025 40ХН2МА (40ХНМА) 0,6—0.9 1.25—1,65 - 0,37—0,44 0,15—0,25 0,5-0,8 0,17-0,37 38ХНЗМФА 1,2-1,5 3-3,5 V 0,1-0,18 0,33-0,4 0,35- 0,45 0,25-0,5 0,17-0,37 08ГДН <0,3 0,6-0,9 - <0,1 - 0,8—1,2 0,15-0,4 - - 08ГДНФ <0,3 1,15-1,55 Си 0,8-1,2 <0,1 V 0,08-0,12 0,8-1,2 0,15-0,4 <0.04 <0.04 08ГДНФЛ <0.3 1,15-1,55 <0,1 V 0,06-0,15 0,6- 1 0,15-0,4 <0,035 <0,035
Таблица 2.10. Химический состав, ?i по массе, высоколегированных сталей Мирка стали Сг Ni Т1 с А1 Мп Si более более 20X13 (2X13) 0,16-0,25 12—14 - <0,8 <0,8 0,025 0,03 14Х17Н2 16-18 1,5-2,5 0,11-0,17 — <0,8 <0,8 0,025 0,03 09X17Н7Ю (0Х17Н7Ю) 16,5 17,5 7,0-8 <0,09 0,5—0,8 <0,8 <0,8 0,020 0,03 09Х17Н7Ю1 (0Х17Н7Ю1) 16,5-18 6,5-7,5 — <0,09 0,7—1,1 <0,8 <0,8 0,025 0,035 12Х18Н9Т (Х18Н9Т) 17—19 8-9,5 5 С-0,8 <0,12 <2 <0,8 0,02 0,035 12Х18Н10Т (Х18И10Т) 17-19 9-11 5.С- -0,8 <0,12 <2 0,02 0,035 08Х18Н10Т (0Х18Н10Т) 17-19 9-11 5.С—0,7 <0,08 <2 0,02 0,035 10Х17Н13М2Т (X17H13M2TI 16- -18 12-14 5.С —0,7 <0,1 Мо 2,0—3,0 <2 0,02 0,035 08Х15Н4ГЗ (ДИ-20) 14,5-16,5 3-4 <0,08 2 3 - 0,02 0,035 08X17НОТ (ДИ-21) 16,5-18 5,5-6,5 0,15—0,35 <0,08 <0,8 0,02 0,035 12X13 (1X13) 12-14 — 0,09 0,15 <0,8 <0,8 0,025 0,03 30X13 (3X13) 12-14 — — 0,26 0,35 <0,8 <0,8 0,025 0,03 12Х18Н12Т (Х18Н12Т) 17—19 11-13 5 С—0,7 <0,12 <2 <0,8 0,02 0,035 08Х10Н20Т2 (ОХЮН20Т2) 10,0-12 18—20 1.5-2,5 <0,08 1 <2 <0,8 0,03 0,035 10Х18Н9ТЛ (Х18Н9ТЛ) 17—20 8—11 5 (С—0,031— 0,6 <0 12 - 1—2.00 0 2-1 0,03 0,035 5Х14НДЛ (1Х14НДЛ) 13.5-15 1,2—1.6 - <0.1 - 0,3 -0,6 0,2—0,4 0,03 0,03
Продолжение табл. 2.11 Марка стали Вид заго- товки (см Толщина (диаметр) заготовки. а,. МПа "и- МПа в,. °н- , Дж/гы* Х18Н10Г Т п 4-.5(1 sjGO 235 196 529 509 38 40 = т 4-50 206 509 43 0Х18Н10Т с ^60 196 490 40 п ^60 196 490 40 — т 4-50 235 529 37 Х17Н13М2Т (2 ^60 215 509 40 — 11 ^60 215 509 40 - 08Х15Н4ГЗ п «g500 ^.300 490 784 12 - 08Х17Н6Т п /А/А 1 735 882 12 1X13 п ^60 441—607 617 20 78 3X13 т 4—50 235 529 38 Х18Н12Т т 4—50 235 529 38 =^60 196 539 40 - ОХЮН20Т2 т 245-426 392 686 25 98 08ГДНФЛ О 372 470 20 08ГДНЛ О - 294 392 20 X18H9TJ1 О - 196 441 25 59 1Х14НДЛ о - 44) 588 15 59 214
Таблица 2.12. Скорость коррозии, мм/год, легированных и высоколегированных сталей в морской воде Группы группы сталей -ч>с, в Кы КСр Киане Кщел при «п = = 10 ч/с 11Г 0,40—0.46 0.05—0.08 0,06—0,09 0,11—0,16 — 11Д 0,40—0,48 0,05—0,07 0,07—0,10 0,15—0,22 0,20—0.30 0,7—1.2 НЕ 0,08—0,25 — 0,6-1,4 1,2—3,0 2,5-7,2 0,01—0,02 П1Б 0,40 -0,48 0,05—0,07 0,07—0,10 0,15—0,22 0,20—0,30 0.7—1,2 111В 0,10—0,20 - 1,8—2,4 7,0—10,0 0,01—0,03 Примечание Кы, Кср, Кнакс, Кще:п ~ массовая (общая), средняя. Таблица 2 13. Классификация сплавов иа основе меди новайне Марка сплавов у Наиме- нование Марка сплавов 1 Медь МЗр Бронзы безоло- вянные БрА7Мц15ЖЗН2Ц2 Медно- цинко- сплавы ЛЦ10, ЛЦ40МпЗЖ. J1O62 1, ЛЖМц59-1-1, ЛМЦ58-2. ЛАМнЖ67-5-2-2, ЛМцА57-3-1, ЛМцО62-3-1, J1H65-5, ЛЦ16К4, «Стоун» VI Бронзы оловян- ные А. БрОЮЦ2 БрО8Н4Ц2 Б. БрО8Ц4 БрОЗЦ7С5Н1 Б. БрОЮФ! III Бронзы безоло- вяниые А БрАМп9-2 Б БрАЖ9-4, БрАЖ.Мц10-3-1.5 VII Медно никеле- А. МНЖ5-1 Б. МНЖМиЗО-1-I IV А. БрАНЖ7-4-2 Б БрА9Ж4Н4, БрАЖНМц9-4-4-1, ВрА9Ж4Н4Мц1 VIII Никель- медные НМЖМн28-2,5-1,5 215
Таблица 214. Основной химический состав, % по массе, латуней (ОСТ 5.9208 81) Марка сплава Си Ре Мп SI AI Sn Zn st ЛЦ40МцЗЖ 53—58 0,5— 3—4 1.7 ЛО62-1 61—63 — — — — 0,7— 0,3 ЛЖМц59-Ы 57—60 0,6— 1,2 0,5- 0,8 - 0,1- 0,4 0,3- 0.7 S 0,25 ЛМц58-2 57—60 — 1—2 — — — 1.2 ЛЦ16К4 78—81 — — 3,0— 4.5 — - 1 2,5 «Стоун» 58—62 0,7— 1.5 0,25— 2,5 0,25— 2.5 Ni <1 — ЛМц55-3-1 55—58 0,5— 1,5 3—4 — - ЛАМцЖ67-5 2-2 67—70 2—3 2—3 5—6 — - * Содержание пркмесе) до t % в тех сплавах, гда (Si, Pb. Sn, Sb, Fe, P, Mn, Ni, Al, Bi) - or 0,002 эти элементы не являются легирующими. Таблица 2.15. Основной химический состав, % но массе, медно-внкелевых сплавов (ОСТ 5.9208 81) Марка сплава А1 Мп Fe Сн Ni 1 МНЖМцЗО-1-1 (мельхиор) МН А13-3 (кунияль А) МНЖ-5-1 МН-19 МНЖМц28-2.5-1,5 (монель) 1 Содержание Sn) — от 0.002 до 2,3—3 = примесе % в тех 0,5-1 0,3— 0.8 1.2— 1.8 (Fc, Si, сплавах. 0,5-1 1,0— 1.4 2,0—3 Mg, Мп, де эти эле» Остальное 27,0—29,0 Cu, Pb, S, С, евты не являв 29—33 12—15 5,0-6,5 18—20 Остальное Р, Bi, As, Sb тся легпруюи 0.6 1.9 0,7 1,5 0,6 ни' 2J6
Таблица 2,16. Основной химический состав, % по массе, бронз (ОСТ 5.9209—82) 217
Таблица 2.17 Механические характеристики* лить1х СпЛавой на основе меди Марка сплава Способ литья ® °т' МПа Ов. МПа б„ кДж/м1 ЛЦ40МцЗЖ к. ц, п. д 186—196 332—490 10—18 392 ЛЦ16К4 к, ц, п. о, в, д 117 294—343 12—15 392—686 Бр03ц7С5Н1 к, п 49 176—206 5—8 98 БрО5Ц5С5 к. п 78-88 147—176 4-6 98 БрОЗЦ4 к, п, в. ц 78 196 10 196 БрОЮФ! к. п 98 215—245 3 58 Бр010Ц2 К. п, в, ц 98 215—225 10 196 ВрА9Ж4Н4Мц1 К. п, ц, о, в 245 587 12 294 БрО8Н4Ц8 к, п — 264—343 14 16 БрА9Ж4Н4 ж, д 245 607 16 392 БрА7Н4Ж2Л ж, д 196 392 20 392 сНева-60» п 274 607 20 392 вНева-70» п 294 687 18 «Аврора» п 245 490 20 1 Обозначение способов литья: В — по выплавляемым мод давлением, Ж — штамповка нэ жидкого металла, К — в кокил лотковую форму. П — в песчаную форму, Ц — центробежное. Таблица 2.18 Механические характеристики 1 сплавов, обработанных давлением Марка сплава Вид полуфабри- ката и состояние поставки * МПа ов, МПа в*. % ЛМц55-3-1 157 460 20 ЛЖМц59-1 1 Пр, О 206 460 35 ЛМц58-2 Л, Г, О 176 411 41 ЛАМцЖ67-5-2-2 —- 607 12 «Струн» БрАЖ&-4 — 171 490 20 Пр, Лк, 3, О 176—196 490—540 12—15 БрАМц9-2 П, Пр, Пк, 3, О Пр, Пк, Тп, 3. О 166 431—540 5—20 БрАЖМцЮ-3 1,5 539—637 10 12 БрАЖНМцЭ-1-4-1 Пр, Пк, 3. о 196-343 588-666 10 18 БрАН л.7-4-2 Пк 196 441 20 «Никплиум» —- 245 647 18 «Суперстои» -— 304 680 20 «Новостон» —. 279 647 20 МНЖМцЗО-1-1 пр, о 157 382 45 МНЖ5-1 л, г, о 157 294 43 МНАВ-3 п, о НМЖМц28-2,5-1,5 Пр, О 215 529 49 * Даны пределы изменения отдельных характеристик термической обработки. для раалнчках ввдов и полоса, 1 — горячекатаный, 3 — закаленный. Он труба прессованная, О — отожженный. — отпущенный Тп — 218
Таблица 2 19 Химический состав, Ч по массе, алюминиевых сплавов Марка сплаба Си Mfl Mti Zn АЭДЦ (1400) * — — 1,0-1.6 — АМг2 (1520) — 1,8-2,6 0,2—0.6 АМгЗ (1530) — 3,2—3,8 0,3—0,6 — АМг5 (1550) Ti 0,02-0,1 4 Д-5,8 0,3—0,8 Be 0.0002—0,005 АМгб (1560) Ti 0.02—0,1 5,8—6,9 0,3—0,8 Be 0,0002-0,005 АМг61 (1561) Zr 0,02—0,12 5,5—6,5 0.7 1,1 Be 0,0001—0,003 АД31 (1310) - 0,4—0,9 - Si 0,3—0,7 АД35 (1350) 0,8—1,4 0,5—0,9 Si ОД-1,2 Д16 (1160) 3.8—4,8 1,2-1,8 0,3—0,9 — 1915 — 1,3-1,8 0,2—0,6 3,4—4 АК4 (1140) 1,9-2,5 1,4—1,8 Ni 0,8-1,3 Fe 0,8-1,3 Si 0,5-1,2 АМгбП (1551) — 4,7—5,7 0.2—0,6 — В65 (1165) 3,9-4,5 0,15—0,3 0.3—0.5 — AJ12 Si 10-13 - — AJ14 Si 8-11 0,2 -0,4 0.2-0,5 — АЛ9 Si 6-8 0,2—0,4 АЛ8 — 9,5-10 — —- АЛ13 Si 0.8—1,3 4,5—5,5 0,1—0,4 — АЛ28 Ti 0,03-0,1 4,8—6,5 0,4—1 — АЦМг515 Cr 0,38-0,4 Ti 0,2 Zr0,2 2—2,1 5,1—5,2 ВА.П5 Si 7,31—7.32 Be 0,29-0,31 Ti 0,26—0,3 0,51 -0.52 * В скобках указаны новые обозиачнеия марок. 219
Таблица 2.20. Механические свойства алюминиевых сплавов (листы толщиной 0,5—10 мм) Марка сплава Состояние поставив °0Л" мп® се, МПа % Деформируемые сплавы Амц м 1/2 Н Н — 88,2 147 186,2 18—22 5,0-6 1.0-4 АМг2 2 М 1/2 Н Н 137,0—147 215,6 176,4 166,6 235,2 264,6 7 16 5-6 3 АМгЗ м 1/2 Н 78,4 78,2—98 196 186,2 186,2—196 245 12—15 15 7 АМгб м 127,4 127,2-147 274,4 274,4 12,0—15 15 АМгб м 156,8 147,0—156,8 313,6 303,8-313,6 15 15 АМгб! м 176,4 156,8-176,4 33,2 313,6-333,2 12 12—15 АМг61Н м 245 352,8 10 АД35 Т - 235,2 15 19854 т 235,2—254,8 398,0—411,6 13 Д16 А, м А, 1 А А. Т, Н Б, М Б, Т А. Т, Н 269,5—274,4 254,8 333,2—343 289,1 357,7 147 406.7—426,3 411,6 426,3—455,7 147 441 475,3 10 10 -13 10 8—10 10 10-13 8—10 220
Продолжение табл. 2.20 Марка сплава Состояние поставки °o,s- мпа св. МПа С., % АМг5П н Проволока для заклепок. Сопротивление срезу 156,3 В65 н После закалки и старения сопротивление срезу 240—245 АЛ2 Т2 Литвйнь 88—98 е сплавы 134—157 1-4 АЛ4 Т1 Тб 88—196 147-235 2—3 3 АЛ9 Т2 Т4 Т5 Тб Т7 Т8 98—196 134—226 1—4 АЛ8 АЛ 13 АЛ28 Т4 Т2 167 88—137 118-137 284 147-206 196—206 9 0,5—5 3,5—6 АЛ34 (ВАЛ5) Т5 Т4 256-284 206 294-334 255—275 2—6 АЦМ1-515 Т7, Тб 177 -257 196—294 1—4 Примечание Для деформируемых алюминиевых сплавов в соответ- ствии с ГОСТ 21631—76 приняты следующие условные обозначения способов изготовления и режимов термической обработки А — нормальная плакировка: Б - технологическая плакировка. М — отожженные, 1/2 Н — полунагартован- иые, Н — HfiiapTciiaiuibje; Т — закаленные и естественно состаренные. TI — закалеонне и искусственно состаренные Неплакированные деформируемые сплавы к без термической обработки обозначаются маркой сплава без дополнительной маркировки П — проволока для заклепок Для литейных сплавов в соответствии с ГОСТ 2685—7й TI — искусственное ствреннс без предварительной закаляв: Т2 — отжиг; Т4 — закалка; Т5 — за- калка к нсиолное искусственное старение; Тб — закалка и полное искусственное старение, Т7 — закалка и стабяннзирующий отпуск; Т8 — закалка и смягчаю щий отпуск. 221
Таблица 2,21, Скорость коррозии, мм/год. алюминиевых сплавов в морской воде 222
Таблица 2 22. Скорость контактной коррозий алюминиевых сплавов при 5К, Sn - 1 : 1 И »л = О Материал катода Кср *макс «щел А^вэв АРХОНТ Углеродистые и низколегирован- ные стали 0,05- 0.1 0,1—0,2 0,4-1,5 0,8—2 8—15 2-4 Коррозионно- стойкие стали 0,1- -0,2 0,3—0,6 0,5-2,0 1,1—3,3 5-10 6—12 Бронзы и латуни 0,1- -0,2 0,4—0,8 0,9—2,7 1,2-4,1 9-17 8-16 Примечание. SK в Sa — площади явтода и анода: л\,зв — Кманс'Кы; ДЙСкоит = Кер б1гв к<ттакте)/Кср (без коктаита) Таблица 2 23. Контактная коррозия алюминиевых сплавов в потоке морской воды при Sr/Sb - 1: 1 и 9П > О ”п" м/с А',р. мм/год, при материале катода Углеродистые и ннэ- колегировакиме Бронзы и латуни 10 0,2—0,4 0,4—0,7 1.2—2,1 20 0,5-1 1,0—1,8 2,8—4,1 30 1,2—2,1 2,6- 3,4 6,0—7,3 40 ] у 3 3,8—4,3 7,5—8,6 50 2,1—3,3 4,4 -5,6 9,1-12,5 Таблица 3.1. Классификация судовых конструкций и воздействующие на иих основные коррозионные среды Наименование конструкций Морская вода Морскяв атмосфера Проеме I. Корпус Подводная часть корпуса Форштевень и ахтерштевень Кили, мортиры, штевни и кронштейны гребных валов Наружная обшивка Кингстонные и отливные ящики, шахты лагов и эхолотов Надводная часть корпуса Форштевень и ахтерштевень Наружная обшивка Настил верхней палубы Надстройки, рубки, машинно-котельные шахты Комингсы, фальшборт, штормовые ппр- тики. фундаменты А А 2А А 2А Б Б Б 2Б 2Б 2Б 2Б 2Б 2Б 2Б - 223
Продолжение табл. 3.1 Наименование конструкций Морская Морская атмосфера Прочие среды Помещения внутри корпуса Форпик и ахтерпик Цистерны пресной воды А Б В Балластные цистерны 2А Б — Сухие отсеки и коффердамы А Б — Двойное дно Цистерны пресной воды А Б в Балластные цистерны 2А Б —• Цистерны топливные и масла А Б в Сухие отсеки и коффердамы А Б - Цистерны вне двойного дна Пресной воды А Б в Балластные 2А Б -— Топливные и масляные А Б в Жидких грузов А Б в Коффердамы А Б — Кингстонные и отливные ящики, шах- А Б — ты лагов и эхолотов Грузовые танки нефтеналивных судов А В в Грузовые трюмы, твиндеки и сухие от- А Б в секи сухогрузных судов II. У с т р о й с т в а и оборудо- вание Закрытия Люков и горловин на открытых участ- ках палуб Люков в междупалубных прострай-" Б - Б — Рулееог устройство Перо руля 2А Баллер руля 2А — — Якорное устройство —- 2Б — Якоря и клюзы А Б — Цепи и тросы А Б — Валопровод — Б — Гребной вал А — —- Деидвудная труба А Б — I ребной винт 2А — — Обтекатель гребного винта А Б — Направляющая насадка гребного винта А Б — III. Системы и трубопро- в оды Системы Осушительная Б Балластная А Б 224
Продолжение табл 3 1 Нявменование конструкций Морская Морская атмосфера Прочие среды Жидкого груза нефтеналивных и ком- бинированных судов, газовозов и хи- мовозов Б В Газовыпускная — Б В Вентиляции —. Б —— Топливная —- Б в Смазочного масла — Б в Водяного охлаждения А Б — Питательной воды — Б в Сжатого воздуха — Б — Паровые — Б в Гидравлического привода — Б в Конде! 1сятно-питател ь ная Трубы Б в Воздушные — Б — Газоотводные — Б в Переливные А Б в Измерительные А Б в Сточно-фановые А Б в Примечание. Множитель означает, что среда действует с двух сторон. Таблица 3 2. Нормативные значения среднегодового уменьшения толщины элементов саяпей в следствие коррозии Нанменоиаяве еявзей Наименование связей Суда 1 и II группы Наружная обшивка Район надводного борта » переменных ватерли- ний (ПВЛ) Подводная часть (днище со скулой) Район балластных танков » топливных цистерн Скуловые листы в районе льял Горизонтальный киль Настил палуб Верхней Нижних Комингсы грузовых люков Стенки подпалубных цистерн 0.1 0.15 0,15 0.13 0,2 0.18 0.1 0,11 0.1 0.1 Наапил второго дна Район балластных танков » топливных цистерн Крайний междудонный лист Стенки скуловых цистерн Обшивка внутренних бортов Продольный подпалубный на- Продольный набор борта » » двойного дна Суда Ill группы Наружная обшивка Район надводного борта » ПВЛ 0,16 0,12 0,38 0,12 0,1 0,12 0,1 0.14 0,13 0,15 8 II/р Е fl. Люблинского 225
Продолжение табл. 3.2 Наимскояввие связей Паиысковаяве связей 3 Л Подводная часть (днище со 0,18 Вертикальный киль и днище- скулой) вые стрингеры Горизонтальный киль Настил палубы 0,23 0.2 Стенка Поясок 0,2 0,15 Обшивка продольных переборок Днищевые продольные балки 0,2 между грузовыми танками Нижний пояс 0,19 Карлингсы, отбойный лист Средние поясья 0,15 Стенка 0.2 Верхний пояс 0,2 Поясок 0,22 Обшивка продольных переборок. Продольные подпалубпые балки 0,22 между грузовыми и балласт- ными тонкими Продольные балки бортов и Нижний пояс 0,25 продольных переборок Средние поясья 0,22 Верхняя часть 0.2 Верхний пояс 0,3 Нижняя » 0,18 Т и б л и ц а 3.3. Минимальные толщины связей корпуса ®мип> мм Наименование связей L. мм Формула для рас- чета зыи|| Наружная обшивка сухогрузных и на- >80 0,04/, 4~ 6.0 ливных судов >30 «80) 0,05В 4- 5.2 <30 0,12В+3 1 Настил палуб: расчетной <80 0,0557. 4- 3,8 >8Л 0,04/. + 5.0 второй <80 0,0557. -г 3,3 >80 0.0157. + 6,5 третьей и платформ <80 0,047. + 3.5 >80 0,015/. + 5.5 Настил второго дна <80 0.05L 4- 3,8 >80 0,0357.4- 5.0 Элементы конструкций внутри двойного <80 0,0457,4-3,9 дна >80 0,025/. - 5,5 Элементы конструкций внутри грузовых <80 0,0357.4- 5,5 танков наливных судов ) <=200 0.0257.4- 6.5 >200 <=250 0,02/. 4- 7,5 226
Таблица 3.4. Прибавка к толщине трубы на коррозию Материал и назначение трубопровода, рабочей среда с. «и I Стальные трубы Перегретый пар Насыщенный пар Змеевики для подогрева воды и нефтепродуктов в цистернах п грузовых тапках Питательная вода в открытых системах То же в закрытых системах Продувание котлов Сжатый воздух Гидросистемы (масляные) Смазочное масло Топливо Грузовые трубопроводы Сжиженный газ Трубопровода хладоагента Пресная вода Морская вода II. Трубы медные, латунные, медно-оловянистыс и т. п., за исключением труб, содержащих свинец III. Трубы медво-никелевые с содержанием никеля нс более 10 % 0,3 0,8 2,0 1.5 0.5 1.5 1,0 0,3 0,3 1.0 2,0 0.3 0.3 0,8 3.0 0,8 0,5 Таблица 3.5 Скорость контактной коррозии, мм'год. корпусных сталей в Черном море при Sa : SK — 1 : 1 Марки коптактарусмых металлов «м Кер Кмакс Анод Катод Углеродистая или низко- 08Х18Н10Т 0,166 0,21 0,63 легированная (корпус- 0Х17Н7Ю 0,072 — — пая) сталь БрАМц9-2 0,136 0,18 0,54 МЗС 0,161 0,22 0.59 Титановый сплав 0,15 0.26 0,67 Корпусная сталь Без контакта 0,032 0,04 0,36 Таблица 3 6. Скорость контактной коррозии, мм/год, образцов из корпусных сталей, установленных на корпусах судов, эксплуатирующихся в открытых морях и океанах кри Sa : Sk =1:1 Марки контактируемых металлов Кер Кмакс Анод Катод 10ХСНД ич 1,68 1,42 1.25 1.49 2.5* 2.5 2,1 2,1 8* 227
Продолжение табл. 3.6 Мерки контактвруемых металлов «ч. Кмакс Анод Катод 10ХСНД Без контакта 0,13 0,27 с 09Г2 08Х18Н9Т 0,6 1.0 1,3** 1.4 09^2 Без контакта 0.11 0,07 0,3 0.24 ® Продолжительность испытаний 15 120 ч, ходовое время 80 %. •’ Продолжительность испытаний 7920 ч. ходовое время 20%. Таблица 3.7 Скорость контактном коррозии, мм.’год, корпусных алюминиеных сплавов в Черном море Марка катода контак тируемых металлов* SH:SB *м «ср «макс 08Х18Н9Т Корпусная сталь БрАМц9-2 МЗС Титановый сплав Без контакта J Анод выполнен и 1.1 1 .3 I : 1 1 :3 1 : 1 1 : 1 1 : 3 3 . 1 10: 1 сплава АМг< 0,102 0,422 0,034 0,104 0,099 0,081 0,152 0,528 0.049 0,032 0,1 1. 0,67 0,98 0,20 0,33 0,45 0,37 0,63 1 0,5 0,38 0 1,53 1,45 0,48 0.87 1.12 0,8 1,38 1,57 1,26 0.91 0 Таблица 3 8 Скорость контактной коррозии Кк судостроительных металлов в морской воде соленостью 35 °/00 , определенная но поляризационным кривым Марки контактируемых - металлов sa sK А/см'-Ю"» «к г/(№-ч) мм/год АМг81 4- 08XI8H9T 1 • 1 1 :3 1 . 10 3 : 1 10 1 2,1 6,15 20,5 0,73 0,22 0,07 0,205 0,683 0,024 0,007 0,227 0.GG5 2.21 0,078 0,023 228
Продолжение табл. 3.8 Д/сМ’-Ю-* К к металлов *'а й'к гЛм’-ч) мм/год АМгб! |- 0Х17Н7Ю 1 : 1 2,25 0,075 0,243 1 :3 6,75 0.225 0,729 2,375 1 : 10 22 0,733 3:1 0,8 0,027 0,088 10 : 1 0,24 0,008 0,026 АМг81 г МЗС 1 1 6,5 0,217 0,703 1.3 19,35 0,645 2,09 1 . 10 63,5 2,450 7,94 3 : 1 2.37 0,079 0,256 10 - 1 0,8 0,027 0,088 АМг81 г БрА.Мц9-2 1 . 1 0,85 0,028 0,091 1 .3 2,25 0,075 0,243 1 . 10 7,5 0,25 0,81 3 : 1 0.3 0,01 0,032 10 1 0,09 0,003 0,01 АМг61 + С 1 : 1 1,9 1,95 о.обз 0,204 1 .3 0,005 0,21 [ 10 2,5 0,083 0,269 3*1 0.8 0,027 0,088 10: 1 0,25 0,083 0,269 АМг61 + 10ХСНД 1 : 1 1,8 0,06 0,194 1 -3 4,05 0,135 0,437 1 : 10 12,5 0.417 1,35 3 : 1 0,72 0,024 0,078 10 : 1 0,22 0,007 0,023 10ХСНД+ 08Х18Н9Т 1 • 1 1,8 3,65 0.125 0,14 1 -3 0.254 0,285 1 : 10 14 0,972 1,089 3: I 0,62 0,043 0,048 10 : 1 0,19 0.013 0,015 10ХСНД 4- 0Х17П7Ю 1 : 1 1,9 0,132 0,148 1 .3 5.55 0,386 0,432 1 : 10 17 1,18 1,322 3 - 1 0,67 0,046 0,052 10 • 1 0 2П5 0,014 0,016 10ХСНД 4- МЗС 1 • 1 5,4 0,375 0,42 1 :3 15,45 1,073 1.203 1 • 10 48,5 3,37 3,77 3 ; 1 1,88 0,13 0,145 юн 0.58 0,04 0,045 229
Продолжение табл 3.8 Марки контактаруемых металлов sa SK А/см* -1С'5 к1( 1/(Ы2-Ч) мм/год 10ХСНД 4- БрАМц9-2 1 1 0,6 0,042 0,047 т 3 1.71 0,019 0,133 10 5,5 0,382 0,426 3 т 0,21 0,015 0,017 10 1 0,065 0,004 0,004 БрАМгё ! 1Х18Н9Т 1 1 0.5 0,06 0,059 3 1.35 0,161 0,158 1 10 4 0,478 0,471 я 1 0,16 0,019 0,019 10 1 0,05 0.006 0,006 МЗС— IX18H9T 1 1 0,5 0,06 0,059 3 1,35 0,164 0,158 10 4 0,478 0,471 3 1 0,183 0,022 0,022 10 1 0,055 0,007 0,007 ЛО62-1 4- IXI8H9T 1 I 0,55 0,066 0,065 3 1,35 0,161 0,158 10 4 0,478 0,471 3 1 0,183 0,022 0,022 10 1 0,06 0,007 0,007 Таблица 3.9. Коррозионная стойкость сварных соединений кри постоянном погружении (Чернне море) Марка основного металла -Vc, ^ср/^макс, мм/год Марка сварочного материала HI iy а II! ih г 3 10ХСНД Пр. Св08ГН, флюс ОСЦ-45 Пр. СвО8А, флюс ОСЦ-45 Пр. СвО8Г2С в СО, Электреты Э138 5»Н Электроды УОНИИ-13 45А Пр СвОЙГН, флюс ОСЦ-45 0,427 0,425 0,424 0,423 0,419 0,438 0,431 0,418 0,427 0 429 0,419 0,434 0,404 0,451 0,048 0.384 0,439 0,42 0,03 0,06 0,05 0,11 0,03 о"О5 0,03 0,04 0,02 0,03 О.Оъ 0,07 0,02 0,0.4 0,02 0,03 0,07 0,08 0,16 0,23 0,05 0,09 0,16 0,2 230
Продолжение табл. 3.9 Марка основного металла —<рс, в «ср/«макс' мм/год Марка сварочного материала Hi § 2я> Ей я В о к ё ih h 09Г2 Пр.СвО8А, флюс ОСЦ-45 0,452 0,439 0,451 0,00 0,12 0,06 0,11 0,09 0,12 Пр. СвО8Г2С в СО2 0,445 0,441 0,459 0,08 ОДО 0,08 ОДО 0,06 0,12 Электроды Э138'50Н Электроды УОНИИ-13/45А 0,45 0,434 0,45 0.429 0,41 0.44 0,08 0,16 0,05 0,11 0,06 одз 0,07 ОД 1 0,03 0,09 0,09 ОДЗ Пр. Св-08ГН, флюс ОСЦ-45 0.436 0.438 0.421 — - 10Г2С1Д Пр. Св-08А флюс ОСЦ-45 Пр. Св-08Г2С в СО2 0,432 0,432 0,434 0,429 0,436 0,438 0,06 0,12 0,04 од 0,08 0,12 0,06 од од 0,15 0,07 од Электроды Э138/50Н 0,445 0,444 0,424 0,06 0,13 0,06 0,11 0,03 0,06 Электроды УОНИН-13/45А 0,43 0,435 0.445 0,11 0,15 0.11 0,14 0,18 Таблица 3.10. Скорость коррозии, мм/год, сварных соединений на подводной части корпуса с неограниченного района плавания (Тихий океан удов Марка Основной металл Металл металла «ср «макс «ср «макс 10ХСНД Пр. Св-08А, флюс ОСЦ-45 Электроды УОНИИ-13/45А 0,23 0,27 0,47 0,47 0,37 0,38 0,64 0,67 О9Г2 Пр Св-08А, флюс ОСЦ-45 Пр. Св 08Г2С в СОК Электроды УОНИИ-13/45А Электроды Э138.'50Н 0,12 0,17 0,12 0,11 0,3 0.28 0,28 0,20 0,18 0,21 0,17 0,68 0,35 0,33 0,32 0,18 ВМСтЗсп Пр. Св-08 А, флюс ОСЦ-45 Пр. Св-08Г2С Электроды УОН1П1-13'45А Электроды Э138/50Н 0,1 0,12 0,18 0,15 0,24 0,25 0,38 0.31 0,15 0,18 0,22 0,13 0,4 0,32 0,44 0,21 231
-Т аб л и цп 3 11, Скорости коррозии, мм/год, сваренных между собой- сталей- 232
Таблица 3.12 Коррозионно-усталостная прочность сталей (на воздухе) Состояние образца перед испы- Тапиями o_i, МПа 09Г2 1ОХСНД ВСтЗсп Состояние поставки 120 170 75 Однократный нагрев полосой вдоль образца и охлаждение при комнатной температуре 115 120 75 Однократный нагрев полосой вдоль образца и охлаждение водой при 700 t 60 70 60 Двукратный нагрев полосой вдоль образца и охлаждение при комнатной температуре 9э 105 70 Однократный нагрев двумя полосами поперек образца и охлаждение при комнатной тел пературе 105 115 65 Однократный нагрев полпеон вдоль образца, охлаждение при комнатной температуре и окраска шестью слоями ЭКЖС-40 НО 130 Однократный нагрев полосой вдоль образца, охлаждение при комнатной температуре и паклен с двух сторон образна 200 220 - Однократный нагрев пятном и охлаждение при комнатной температуре 90 100 - Образец со сварным стыковым соединением 90 90 65 233
Таблица 3.13. Скорость коррозии, мм/год, корпусных сталей при изменении потока морской воды Условия эксплуатации Лер Лмакс Ли Лер Лмаке Км Лер Лмакс ВСтЗсп 09Г2 ЮХСНД Ламинарный поток 0.1-0,12 0,28-0,32 0.1—0,13 0,24-0.3 - 0,1—0,12 0.26-0,98 Турбулентный поток (рп ~ 2*10 м/с. 5 - 35 •»/«,) 2,5-2,6 3,7-3,8 6.2—6,4 2,1-2.3 2,6-3 8-10,5 2,8-3 3,2-3.5 5,8-6.1 Турбулентный поток fon - 2+10 м/с. S - 17* *19 о/оо) 1,1—1,2 1,20 1.3 - 0,83-1 Турбулентный поток 9.5 - 12,0 7,6 — — Ударное воздействие сре- ды (а» “ 16 м/с. S — “ 35 «/м) 8-9 4.4—4.7 10,5 9.5—10,5 4,5—5,5 14 7.8 3,6 -4,5 7.6-8,2 Турбулентный поток (гм — - 50 м/с. S - 17+ *19 %>) 1.1—1.2 - 1,4—1,5 - - 1.1—1,2 - Турбулентный поток (рП - 50 м/с. S - 17+ +19 °/оо); кавитация 13-14 17-18.8 - - Таблица 3.14. Обобщенные данные о скорости коррозии, мм/год, подводной части корпуса судов судов Рийон эксплуа- тации Продол- житель- ность эксплуа- тации, годы Мате риал корпуса Способы защиты от коррозии Носова» Кормовая пвл Борта Днище Лер Лмакс Кер Лмакс Лер Лмакс Лер Лмакс Лер Лмакс Грузовые суда Суда с го- ризонталь иоЯ грузе- обработкой, паромы пс- ледового плавания Суда сме- шанного плавании Суда ледо- вого пла- вания Ледо волы Неогра- ниченный район 1>.1аиэиия. тропики То же Север- Вареи Север- ный Ле довитый оксан. Арктика 1-2 8-10 3 -9 2-3 d -S 3.10 12-13 14—23 Кругло- годичная эксплуа- тация 12—17 09Г2, С 09Г2, С 09Г2 09Г2 09 Г J ЮХСНД 09Г2, ЮХСНД 09Г2 09Г2 09Г2, С, 5, Е32 09Г2. С, 5, Е32 09Г2, ЮХСНД с ЛКП и МПЗ ЛКП и МПЗ ЛКП и ОПЗ ЛКП и ОПЗ ЛКП и ОПЗ ЛКП и МПЗ Л КН ЛКП и МПЗ ЛКП прак- тически без средств защиты от коррозии 0,1 - 0,14 0,Ol- О. 07 0,02— 0,06 0—0,07 0.05 0,17 °0% 0,IS- О. 22 0.23 — 0.31 0.28 - 0.40 0.22— 0.24 0.6- 0,15- 0.25 0,01 — 0,06 °d,2iT 0,OS- О.1 0,41 0.34— 0,5 0.37 — 0,39 0.32- 0,38 0,27— 0,48 0.3— 0,34 0.01- fi.cs г.,п: - 0,05 0.01- 0,02 0-0,1 0.01 о,и 0,1 - 0,1 — 0,11 0,16 — 0,3 0.22— 0,29 0.13— 0.20 %*.Г 0,Ol- О. 04 0,07— (1.08 0,30 0,21 - 0.25 0,2 Г 0.23- 0,4 0,32- 0,42 0.2- 0.25 0°022- 0.15 0,16— 0,30 0,21 — 0,38 0.3- 0,35 0,25 — 0,32 0.8— 0,22- ОЛ 0.28- 0,53 0,36 — 0,41 0.36- 0,47 0,32— 0,02— 0,06 0,02- 0,06 0- 0,03 fl- о.05 0.06 0.18 0.1- 0.2 0.16- 0.2 0.15- 0,27 0.24 — 0.38 0,13 - 0,32 0.6— 0.25— 0,35 0,Ol- О.1 0,03 - 0,11 0.05— 0,12 0.39 о,ге- ол 0.30- 0,33 'о.125- 0.36- 0 17 0,18— 0,25 0.03- 0,06 0.01 - 0,05 0,01- 0,04 0.08- о.'ю 0,14- 0,16 o'ie" 0.22- 0,28 0,15— 0.23 0.3- 0.42 0,17 0,01- 0,08 te 0.04 0.33 0,26— 0,35 0.38 — 0.2— 0.31 0,3- 0,36 0,20- 0,30 Примечание. ЛКП — лакокрасочное кокрытие; МПЗ и ОПЗ — местная и общая протекторная защита; ПВЛ — переменная в атерлнния.
Таблица 3.16, Скорость коррозии, мм/го'й, сопряжённых листов на подводной части’корпуса судов неограниченного района плавания Типы судов Сопряжен- ные МСТМ1ЛЫ Носовая часть Кормовая часть Борта Д ненце ^•ср ^макс ^ср ^махс «ер ^макс «Ср «макс Суда неледового 09Г2 0,06—0,09 0,35-0,5 плавания С 0,06—0,08 0,35-0,4 - - — — ... - 10.ХСНД — — 0,1—0,12 0,25—0.33 0,1—0,12 0,3—0,36 0,05—0,07 0,18—0,22 с 0,1-0,13 0.34—0.43 0.1-0.12 0,26—0.34 0.05-0,08 0,16-0,19 Суда ледового 10 ХОНД 0,33-0,43 0,4-0.47 — плавания 09Г2 0.4—0,47 0,51—0,6 - - - 10Г2С1Д 0.25 0,5 0,52—0,7 0,18—0,35 0,3—0,45 0,5-0,7 0,65—0,78 09Г2 0,33—0,45 0,56-0,75 0,3-0,43 0,5-0,66 0,44—0,6 0,55-0,85 - - Ледоколы 10ХСНД 0,2—0,3 0,28—0,38 0,16—0,26 0,16-0,36 - — 0,16-0,2 0,3—0,36 09Г2 0,15-0,35 0,21-0,43 0,12—0,25 0,13-0.33 0,33 -0.4 0,43-0,5 0,17-0.23 0,18-0,3 с 0,13—0,2 0,18—0,3 0,09-0,23 0,13-0,25 0,22—0,3 0,28—0,41 0,16-0,23 0,30-0,33 09Г2 0,38—0,4 0,48-0,51 0,24 0,28 0,4—0,44 ё * I в <1 в 5 Iе si II 3| 3Е п й CCS СТ ns СТ свя ст ш = го го 2= S 2= £ 2=2 § -с с Е Е Е Е Е Тип гребиого винта «Новости» ЛМцЖ55 3-1 «Стоун» VIIO л л 25Л Х14НДЛ 0Х17Г13 (Т4Д2Тл), НЗТ4Д2ТЛ «Нева-60», «Нева-70», |й if i gi? h 1® а- Днаиетр, Й й й .£ Окружная скорость, « р /А? суда класса У.ч Быстроходные суда, катера, в том числе на подводных крыльях и воз- душной по- лушке С V > > 45 м/с Суда всех типов с и 30 м/с, кроме судов ле- дового и тропи- ческого плава- него плава- ния, катера для закрытых морей О ¥ Д д $ i минивапие, коррозион- ное рас трескива Избира- тельная, обезалю- миииваиие, коррозион- ное рас- трескива язвенная Избпра тельная, за п ", 3 I ? | =« О ..о =Т ГОсл .“с Г Jill? g g g g " q шШ 'q oo се ю <e Ъ' о P ьо о о fe Шй £’ p - pfe ьэ -ч — K> Cl i» w ы ю <k> - 3,5—4,5 3.5—4,8 3,7-4,9 4.1—5,2 4,0—5,3 i
Таблица 3 18 Коррозионные разрушения металлов, применяемых для изготовления гребных винтов Марка металла Потеря массы, г, при амплитуде колебаний. гидрозбразивный МПа 25.1 Х14НДЛ 0Х17НЗТ4Д2ТЛ ЛЖЖ55-3-1 «Нева-60» «Нева-70» БрА.ЖНО-4-4 0,203 0,045 0,157 0,052 0,042 0,032 0,019 0.0032 0.0065 0,005 0,0018 180 160 160 180 180 2,18 * Получена при испытаниях иа магнитострикционном вибраторе при частоте В кГц в Течение 3 ч. 1 Для образцов диаметром 10 мм на базе 10’ циклов. Xi — коэффициент износостойкости металлов в сравнении со сталью 25 Л при испытаниях в течение 12 ч иа гндровбразяаной установке и морской воде; Таблица 3 19 Участки гребных валов, наиболее подверженные коррозии 238
Продолжение табл, 3.19 Тип гребного вала Эскиз Вал ВФШ, имеющий носовую и кормовую облиповки Вал ВФШ, имеющий носовую и кормовую облицовки с ко- нусом 11ОД муфту Вал ВРШ, имеющий дке обли- цовки и конус под муфту Вал ВФШ, имеющий три обли- цовки и конус под муфту rt~~* J _21_ 1J - д'иинЦ {J Таблица 3.20. Технические характеристики гребных валов и характер ик коррозии гребного Марка металла Диаметр, мм. ие бо- j£ Характер херрознп 1 ВФШ и ВРШ с цовками 20, 25, 35, 40, 45 1100 40 Язвашый, точечный, пятнами Трещины коррозионно- усталостного харак- Фреттинг-коррозия в ао- не напрессовки в виде пятен и трещин 0,01— 2,5 40Х, 40ХН, 38ХМ, 36Х2Н2МФА 700 38Х2Н2М4 40ХН2МА 38ХНЗМФА 800 250 160 35-40 35—40 35 40 судов с ДПП 20X13 (Для пресной воды), 14Х17Н2, 08Х18Н10Т. 09Х17Н7Ю, 09X17Н6Т 200 15 Язвенная пятками, ще- левая коррозии Трещины коррозионно- усталостного харак- 0,01— 3,0 239
Таблица 321. Коррозионно-усталостная прочность углеродистых и низколегированных сталей для гребных валов 1 । Марка °в- МПа Коэффициент О-1. МПа для цеупроч- образцов ценных образцов неуирочненных образцов упрочненных образцов 'духТ‘ •cS‘ на воз- скоп воде 20 460 3,0 1,8 240 80 290 180 35 620 2.2 1,2 220 100 270 210 45 730 2,0 1,4 240 120 ЗЮ 220 34ХМ 660 3,2 1.6 2G0 80 380 240 35ХНМА 710 3,4 1,2 310 90 350 300 38ХНВА 1050 5,0 1.5 500 100 570 370 Данные получены при изгибе круглых образцов диаметром 12 мм т“ циклов на воздухе и 2-10’ циклов и морской воде. • Указывает па снижение предела прочности. * базе Таблица 3.22. Коррозионно-усталостная прочность неупрочненных высоколегированных сталей для гребных валов (образцы диаметром 10 мм )' Марка стали ов. МПа О->. МПа На воздухе в морской Виде 12Х18Н10Т 610 340 320 09X17Н7Ю 940 490 245 09X17Н6Т ,360 460 250 14Х17Н2 860 480 260 20X13 720 360 180 * Данные получены на базе 16’ циклов на воздухе и 2- (0 ЦН1С он в морском 240
Таблица 3.23. Коррозионно-усталостная прочность высоколегированных сталей (образцы диаметром 30 мм) Марка стели Характеристика образца С-t. МПв Неупроч- образцы Упрочненные образцы духе “сков духе ’S' 09Х17Н7Ю Гладкий 255 216 * 540 .330 Со шпоночным пазом “‘>,1 190 223 140 С напрессованной втулкой 177 165 370 .360 08X17Н6Т Гладкий 250 200 * ' — — С напрессованной втулкой 160 140 ** — 190 * 14X17112 Гладкий —. — 320 420 20X13 » 230 300 • Испытании на базе 30-10’ цикло» ** На базе 100-10* цивлев Таблица 3 24 Влияние базы испытаний на условный предел коррозионной выносливости неупрочненных образцов диаиетром 30 мм из стали марин 09XI7H6T в морской воде Образцы с 1С, МПа База испытании, млн циклов 16 об IUU Гладкие 220 215 200 С напрессованной втулкой 160 150 140 Таблица 3 25 Пределы выносливости в морской воде гладких образцов разных диаметров из высоколегированных сталей Марка стали %. МПа Диаметр образца, мм База иеиыта ний. ПИКЛЫ а1С, МПа О9Х17Н7Ю 950 6 * 5-107 345 940 10 ** 5-Ю7 245 910 25 * 2-10- 170 940 30 •* 5-Ю7 216 «6Х17Н61 ‘ЮН 6 5-Ю7 380 905 ю •* 5-Ю7 :юо 805 50 84 5-Ю7 ПО 50 •« 1.10s 100 * Консольный изгиб при вращении. •• Симьетричпын И3|нб при вращении. 241
Таблица 3 26. Технические характеристики и коррозионная стойкость стационарных и поворотных направляющих насадок (материал наружной обшивки корпуса углеродистая или легированная сталь) Материал внутрен- ней обшивки в ли Диаметр Длина. Окружная скорость вода:, сбра- Характер коррозии среднего пояса более сываемой с лопастей м/с, не более мм/год Углеродистые или низколе- гированные стали Тб 40 В диске винта язвен- ные или сосредо- точенные разру- шения 0,5—7 Коррозионно- стойкая сталь "4^9 60 В диске винта то- чечная коррозия В зоне сварного сое- динения корро- зия язвенная или канавочная 0.01 -0,05 0,5—1,5 Таблица 3 27. Сравнительная эрозионная стойкость углеродистых и низколегированных сталей в морской воде 1 Марка с гали Потеря массы, г. при амплитуде колебаний, мкм 35 50 70 09Г2 0,0151 0,0858 0,1923 ЮХСНД — 0.0494 0,1554 08ГДНФЛ 0,0203 — 0,1596 25.1 0,203 в течение 3 ч I 1 Таблица 3 28. Эрозионная стойкость высоколегированных сталей для крыльевых устройств и деталей судового машиностроения 1 Марка стали Потеря массы, г, в морской воде при амплитуде колебаний, мкм 50 70 12X1811 ЮТ 09X17Н7Ю 08X17Н6Т 08Х15Н4ГЗ 14Х17Н2 08Х22Н6Т 20X13 1 При испытаниях на в течение 3 ч. 0,0285 0,0093 0,0243 0,0164 0,0265 0,0225 магнитострикционном в и б 0,0567 0 0346 0.0409 0,0365 0.0861 атсрс при частоте S кГц 242
Таблица 3 29 Коррозионно-усталостная прочность сталей лля крыльевых устройств и деталей судового машиностроения (база испытаний И)7 циклов на воздухе, 5-107 циклов в морской воде) Марка стали о_(, МПа. на воздухе (г. морской поде) в н-ход- сгоянии Металл 11Л. ле правки местным нагревом Сварное с1ы но- вое соединение оос свар- ное сое SSE V-образно it раз- делкой кромок 09Х17Н7Ю 250 165 (150) 118 70 08X17II6T 230 (21)0) (200) ПО (100) 85 75 250 (230) 210 (170) 12Х18Н10Т 210— — 150 — 85 63 08Х22Н6Т - (240) 300 (170) 170 (140) — — 10Х14Г14Н4Т 220 — 210 (70) 120 — — — Таблица 3 30 Коррозионная стойкость палуб Палубы Условия эксплуатации Способ и вид защиты Хара к мм/год Кмакс» Открытые палубы верхняя Морская атмо- Окрашива- Равно 0,1 0.5— сфера, брызги морской воды, <1садки, солнеч- ная радиация мерный, в райо- язвен- ный о,з 0.6 шлюпочная Окрашива- ние и де- ревянный настил Равао- мерный 0,03- 0,05 0.07— 0,11 надстройки, Механическое Мастичные Язвен- 0,2 0,3- крыша рубки, пеленгаторная бака, юта воздействие покрытия ныи 0,3 0,5 Внутренние па Окрашива- Равно мерный, язвен- ный 0.15— 0.30 0.4— 0.9 сапитарно-бы О гноситсл ьная Керами- Равно- 0,1— 0,5— товых помеще- ний влажность 95—100 "о, конденсат, пе- риодическое действие воды. Застойные зоны Температура 25—30 С ческая плитка по бетону мерный, стопных зонах 0 3 0,7 над камбузом То же, что и в То же Равно- 0.1 — 0.7— и машишю-ко тельным отде .TCH11CM предыдущем пункте Темпе- ратура до 30— 40 х: мерный, язвен- 04 243
Продолжение табл 3.30 Палубы Условии эксп луатацни Способ и вид защиты Харак- тер кор- А’ср. мм/год мм/год жилых и слу- Морская атыо- Мастичные Ранно- 0,05- 0,15- жебных поме щепий сфера, кондеи- покрытия, линсмеум мерный 0,1 0,20 ЖИЛЫХ И СЛУ Скопление воды. Мастичное Равно 0,1- 0,25— жебных поме- щений на главной па лубе и палу- бе надстроек конденсат под покрытием. Температура 18—20 СС покрытие, линолеум мерный, язвенный 0,15 0,7 То же при по вишенной тем пера туре 30— То же 0,2- 0,3 0,4— 0,8 То же Огнестой- кое мас- тичное по- крытие с влагопо- глощением 20% в противо- пожарных щениях То же 0,23— 0,5 0,7— 1,5 рыбного цеха Периодическое воздействие морской и прес- ной воды, хи- микатов, тем- пература 30 °C, влажность 95— 100 Ч Окрашива- Равно мерный 0.1 — 0.17 0,18— 0.25 Таблица 4.1 Классификация лакокрасочных материалов во назначению Материалы Назначение Груп- па Атхюсфсросюйкнс Для наружной окраски изделий и конструкций, эксплуатирующихся на открытом воздухе в раз- личных климатических условиях 1 Ограниченно атмо- сферостойкие Для окраски изделий и конструкций, эксплуати- рующихся внутри неотапливаемых п отанли ваемых помещений ВйДОС (ОЧКиС Д.1Н окраски изделий и конструкций, эксплта тирующихся в морской или пресной в.тде It в атмосфере их паров 4 <-пенна тьиые Для обесвечения специальных требований к ок- рашиваемым изделиям защиты от бшюбраста- ния, стойкости к рентгеновскому и другим излучениям, свечения, терморегулирования п 244
Продолжение табл 4.1 Материалы Назначение ГпаП Маслобензостой- Химически стой- Термостойкие Электрон зол и циОнныс Грунтовки Шпатлевки Для окраски изделий п конструкций, эксплуати- рующихся в светлых нефтспродсктах, содер- жащих не более 20 “"о ароматических соедине- ний, минеральных масел и консистентных смазок Для окраски изделий п конструкций. эксплуа- тирующихся в кислотах, щелочах и других жидких химических веществах и в атмосфере их паров Для окраски изделий н конструкций, эксплуати- рующихся при повышенных температурах Для окраски изделий и конструкций, подвергаю- щихся действию электрического |ока, электри- ческой дуги и поверхностных разрядов 6 8 9 0 on Примечание. Включение лакокрасочных материалом ио наиболее ыенения этих материалов и для других целей Таблица 42 Классификация лакокрасочных материалов по гиду пленкиобразующей основы Обо- Пленкообразующая основа Обо- значу- 11 лен кообразу ющаа основа АБ АД АК АС АУ АЦ БТ БЦ ВА ВЛ вн ВС ГФ Дф ид ик кн ко КП КС кт эп эс эт КФ Ацетибутиратцеллюлоэиые Полиамидные Акриловые Акриловые сополимеры Алкидпо-уретановыс (уралки- ДЫ) Ацетилцеллюлозпые Битумные (также па основе асфальтитов и пеков) Беизилцеллюлозные Поливинилацетатные Поливинилацетальныс Винилацетиленовыс и ди вппилацетиленовые Вини.тацетатные Глифталсвыс Дифепилоксадвыс Полиамидные Инден кума роковые Циклогексаноновые Кремпкноргаи и чеекке Копаловые Сополимеры карбинольные Цсифталевые Эпоксидные Полиэфирпо стирольные Этрифталевыс Канифольные кч мд мл мс МП НФ нц пл ПС ПФ ПЭ УР ФА ФЛ ФП ФР хв хк ХП хс цг шл ЭФ эц ян Каучуковые Масляцые Мел аминные Масляпо- и алкпдио стироль- Мочсвннные Нефтеполимерные 11итроиеллюлозные Полиэфиры насыщенные Полпстиролытые Пептафталсвые Полиэфиры ненасыщенные I кмиуретановыс Фснолоалкидиыс Фенольные Фторопластовые Фуриловые Перх.юрвиниловыс и поливи- нилхлоридные Х-торкау 4} ки Хлорированные п хшэтвлело- Сополимеры винилхлоридные Циклегексаноновые Шеллаковые Эпоксиэфирпые Этил целлюлозные Янтврныс 245
Та б л ина 4.4. Лаки, используемые для приготовления судовых лакокрасочных материалов Марка Назначение Плеихообразователь Цвет Доля не- летучих веществ, мя,<.е, не менее Время вы- сыхания, ч, не белее 10Б Для склеивания, пропитки, окрашивания древесины Раствор смолы СФ>К-309 в этиловом спир- те п ацетоне с добавкой пластификатора Бесцветный 7 ЛБС-1 Для склейся пня, пропитки, окрашивания различных материалов Раствор фенолыю-формальдегидных смол резол ыюго или новол а много типа в эти- ловом спирте От красного до красно- бурого ot) 60 БТ-577 Для окрашивания металличе- ских конструкций и изго- товления эмали БТ-177 Раствор битума в органических раствори- телях с добавлением растительных ма- сел, синтетических смол и сиккатива Черный .39 24 БТ-783 Для окрашивания аккумуля- торных помещений Раствор нефтяного битума, растительных масел и сиккатива в органических рас- творителях Черный с ко- ричневым оттенком 50 48 КО-08 Для изготовления термостой- ких эмалей Раствор пол нметилфешгленл окси новой смолы в толуоле От бесцветно- го до желтого 30-34 1 (при темпера- туре 10() С) КО-815 Для изготовления термостой- ких эмалей Смесь растворов пол ифекилс ил окса новой смолы и глпфталевого лака в толуоле или ксилоле От светло- желтого до коричневого 32-38 Не норми- руется

Т а б л и ц а 4.5. Состав растворителей, применяемых для судовых лакокрасочных материалов Марка растворителя Наименование компонента Доля по мае- Р-4 Бутилацетат 12 Ацетон 26 Толуол 62 Р-5 Бутнлацетат 30 Ацетон 30 Ксилол 40 РФГ-1 Этиловый или изопропиловый спирт 75 Бутиловый спирт 25 646 Бутилацетат или амилацетат 10 Этилцеллозольв 8 Ацетон 7 Бутиловый спирт 15 Этиловый спирт 10 Толуол 50 648 Бутнлацетат 50 Этилоный спирт 10 Бутиловый спирт 20 Толуол 20 Р-2114 Бутилацетат 40 Толуол 40 Этилцеллозольв 20 Р 1176 Циклогексанон 50 Метилэтилкетни 50 PC 2 Ксилол 30 Бензин—растворитель для лакокрасочных ма- териалов 70 Таблица 4.6. Шватлевки Марка Цвет Пленкообразова- = g" its й 1 Разбавитель; • pas- бавления, не более ПФ-002 Красно- корич- невый Пентвфтале- вый лак 75 24 5-30 Бензин-раство- ритель, смесь бенанн раство- рителя с соль ВСнТОМ (1 • 1), скипидар; 5 ХВ 005 Серый Поливинил- хлоридная хлорирован- ная смола 67 2,5 5-30 Р-4, Р 5, 5 эп-оою Красно- корич- невый Эпоксидная смола 90 24 5-30 Р-4. Р-5: 25 Примета пневмораспылением и с. Способ пене ‘ення шпатлевки — вручную (шпателем) или 249
Таблица 4.7. Грунтовки для защиты металла на межоперациониый период Марка Цвет Пленко- обраэователь катету- щсств, "о по мае- Толщи- Время вы- сыхания, мик, ие более Темпе- ратура нанесе- ния, °C Средства нанесения Разбавитель; In разбавленкя, не бплее ВЛ-023 Зеленый, оттенок не норми- руется Поливииилбути- раль с добавкой идитольной смо- лы 25—27 3—23 15 (4—7 при подогреве металла) От —10 до 30 Кисть, установки безвоздушного распыления (УБР) р-ь, рфг, 648, 30 МС-067 Красно-ко- ричневый Алкид во-стироль- ный 46—56 10—20 60 От —10 до 35 Кисть, УБР, пневмораспы- ление, в элек- тростатическом поле Ксилол, допу- скаются 646, Р-4; 10 •Силика- цинк-01» Серый Высокомодульное натриевое и ли- тиевое жидкое стекло 75-80 15—20 10 (2—3 при подогреве металла) 3-40 Пневмораспыл е- иие, УБР ПС-084 » Эмульсионный по- листирол 65—59 15-20 120 От —10 до 35 Кисть, пневмо- распыление Сольвент; 50 ВЛ-02 - для легких сплавов Желто зе- леный, от- тенок не норми- руется Полпвинилбути- рэль 20-22 8-10 3 От —10 до 30 Кисть, УБР Ксилол, толу- ол, 10, Р-6, РФГ, 648; 20 Таблица 4 8. Грунтовки под различные эмали для окрашиваемых судовых конструкций Марка Цвет П.тснкообразователь Доля не- летучих пеществ, по мае Толщина одного Бремя высыха- ния. ч.не Темпера- тура на- несения, °C Средства нанесения Разбавитель; раз бавлеиия, ке более 71 Красно-ко- ричневый Натуральная олифа 80-85 25-35 24 5-30 Кисть Скипидар, бензин- растворитель; 5 Скипидар, бензин- растворитель; 5 81 Оранжевый » » 90—92 25—35 24 5-30 » 83 Красно-ко- ричневый » 85—87 25-35 24 5—30 » Скипидар, бепзин- растворитель; 5 ВЛ-05 Заленый ПоливвИплбутираль 20—23 8—25 0,5 От -5 до 30 Кисть, пневмо- распыле- ние, УБР 648, Р-6, РФГ1, смесь этилового спирта и бутанола (3 1); 10' ФЛ-ОЗк Кор пчневый Фенол ьно-формаль деглдная смола 58-66 25-35 8 5- -30 Кисть, пневмо- распыле- ние, УБР Ксилол, сольвент или смесь одного из них с бензином- растворителем (1 ; 1); 25 ФЛ-03ж Желто-зе- леный То же 55-63 25-35 12 5 30 То же То же, 20 ХС-010 Красно-ко- ричневый Смола СВХ-40 32-37 15-20 1 От —10 до 30 Кисть, пневмо- распыле- ние Р-4; 5 X С-077 Оранжевый Сополимер винил- хлорида с винили- ден хлоридом 38±3 15-20 1 От —10 до 30 То же Р-4, 5 ХС.0115 Крясно-ко рич новый Виниловый сополи- мер 34-42 15-20 1 От —10 до 30 Кисть, УБР Ацетон, 20
Продолжение табл. 48 Марка Цвет 11 лен к ообрмователь Доля не- летучих ВСЩСС ТТ1. по мае- Толщина одного Врем» высыха- нии, ч, не более Темпера- тура 113- носсемя, °C Средства нанесения Разбавитель, "п рал базлення, нс более Э-ВА-0112 Коричневый Поливинилацетатная 54- 50 20 2 5- 30 Кисть, Диет ил л ир<лм и пая эмульсия УБР вода, 8 От зеленого Полней нил ацетатная — 20—25 2 5—30 То же 1 и<|-ный раствор тор ржяв до темно пластифицирован- ОП-7 или ОП 10 чины синего ная дисперсия в дистиллирован- Э-ВА-01 ной воде ГИСИ ЭП-0136 Зеленый Жидкий каучук 95—99 100—200 24 От —10 Бутплацетат; 5 ПД11-ЗАК, эпок- сидная смола ЭА до 30 Кисть, Ксилол, 15 ЭФ-065 Коричневый Эпоксиэфир марки 5& 62 25—30 5 От --5 ЭЭ-44-Л до 30 валики, VKP пневмо- распыле- ине ЭФ-094 Красно-ко- То же 61 -70 90—120 24 От -5 УБР Сольвент; 5 ЭФ-1219 ричневый То же 9 90-120 То же до 30 От -- 5 То же То же до 30 Б ЭП-0147 Зеленый Эпоксидная смола 97 200— ЗОС 24 5-30 .УБР, Смесь ацетона с эти- Wi'TI, левым спиртом УБР, „ (1 1); Ю Б-ЭП-0126 » » 5 97 200—301 36 10—30 кисть Смись ацетона с эти- левым спиртом (1 : 1); ю Т а б л и ц а 4.9. Эмали и краски для защиты подводной части судов от коррозии Марка мап-рчала Цвет Плен кообраэователь Доля не- | летучих веществ, % по мас- меиее Толщина одного Время Твысыха- ие более Темпера- тура на- несения, °C Сродства нанесения РазСавит-ль, % раз- бавления, яс более XС-413 Темно- кор ич новый Сополимер ви пилхлорида с винилацетатом А-15-0 40-46 80—90 2 От —15 до 30 Безвоздуш- ное распы- ление Р-4, ксилол, толу- ол, ацетон, 10 ХС-416 (для судов из илюмнниевых сплавов) Сере- бристый То же 25-27 80—90 24 От —10 до 30 Кисть УБР Смесь изоамил- ацетата с бензи- ном- раствор и- 7 телем (2 : 1) 3—5 ХС-534 Корин невый Сополимер ви- нилхлорида с винилацетатом А-15-0, камен- ноугольный лак 50 20—30 2 От —10 до 30 УБР, кисть, пневмор ас- пыление Сольвент, ски- пидар, 10 ХС-720 (для судов пз алюминиевых сплавов, а также надводных кон- струкций и района ПВЛ стальных су- дов! Сере- бристый Красно- корич- невый Сополимер ви- нилхлорида с винилацетатом А-15-0 26 38 20-25 От —10 до 30 Кисть, пневморас- пыленне Сольвент, кси- лол, Р-4; 10 ЭКЖС-40 Корич- невый Этинолевый лак 64—72,5 25-35 4 От —25 до 30 Кисть, УБР, пневмор а с- пыление Сольвент, кси- лол; 5
g Продолжение т а б л. 4.9 Марка материала Цвет Пл ей к ообразователь Доля не- летучих веществ, % ПО МПС- менее Толщина одного Время высыхя не более Темпера- тура иа- несения, °C Средства нанесения Разбавитель; "и раз бавления, не более ЭП-43 (для гребных винтов, перьев ру- лей, насадок и и т. п.) Белый, светло- серый, серый Жидкий каучук ПДН-ЗАК, эпоксидная смола ЭП 96-99 150—250 24 От —10 до 30 Кисть, УБР Бутнлацетат, 10 ЭП-46 Черный Эпоксидная смо- ла Э-40 ка- менноугольный лак, " жидкий полисульфид ный каучук или каучук СКН-26-1А ' ' 78-82 90—100 24 5-30 УБР Р-4; ацетон, кси- лол; 10 ЭП-72 » Эпоксидная смо- ла ЭД-16, ка менноугольньтй лак 64—71 30-40 16 Не ниже 10 Кисть, пневморас- пыление, УБР Р-4, смесь ксило- ла и бутанола (1 . I); 10 ЭП-755 (для подвод пой части, района ПВЛ, топливных цистерн и танков нефтеналивных су- дов и др ) Зеле- ный, красно- кор яч- невый Эпоксидная смо- ла ЭД-20, эти- нолевый лак 71—76 35-45 36 5-30 Кисть, пневморас- пыление, УБР Смесь ксилола с бутиловым спиртом (1 1); 15 Таблица 4 10. Эмали для защиты подводной части судов от обрастания Марка Цвет Пленкообраэователь Доля не- летучих веществ, не менее Толщина одного Время высыха не более Темпера- тура на- несения, СС Средства лаиссе- ння Разбавитель; % разбав- ления, не более КФ-751 Красный Канифоль 80-85 80—100 16 От —15 до 30 Кисть, УБР Сольвент, ксилол, бевзин-ра- творвтель; 5 КФ-5225 Красно- коричневый Канифоль, модифицирован- ная эпоксидной смолой 80-85 80—100 8 От —15 до 30 Кисть, УБР Сшьиент, ксилол, 5 X В-5153 Коричневый Перхлор виниловзн смола ПСХ-ЛН, эпоксидная смо- ла Э40 и канифоль 60-70 40- 50 У 8 От —10 до 30 Кисть, УБР Сольвент, ксилол; 10 ХВ-5243 Перхлорвипиловая смола ПСХ-ЛН, канифоль 65-75 40-50 J 8 От —15 до 30 Кисть, УБР Сольвент: 10 ХС-519 (для судов из алю- * миниевых сплавов) Синий (допу- скается беле- соватость) Сополимер хлорвинила с винилацетатом, канифоль 55—56 40-50 * 8 От —10 до 30 Кисть, УБР Толуол,
T л б л пця 4.11 Эмали для защиты от коррозии и обрастания района переменной затерлинии Мариа Цвет Плен кообрааоа ател ь Доля неле- тучих ве- ществ. % по массе. ие менее Толщина одного Время высыха не более Темпера- тура на- несения, °C. Разбаиитсль; •„ рав бавления. ие бчлее ХВ-142 Красный) зеленый, серый, черный Перхлорвинил оная смоля, алкидная смола 135 27,5—33,5 25 з От —10 до 30 Толуол, сольвент, Р-4, 15 X С-748 Корич- невый Сополимер хлорвинила с ви- н илиденхл ор ядом А-15-0 32-38 25 3 От -10 до 30 Р-4, толуол, соль- вент; 15 X В-750 (для защиты от обраста- ния) Красный, зеленый, серый, черный Поливинилхлоридная хлори- рованная смола ПСХ-ЛН, канифоль 27,6—33,5 35 3 От —10 до 30 Т олуол, сольвент, Р4; 15 Приме 2. Эмали ч а я и я 1 Свойства эмали ЭП-755. применяемой для защиты района ПВЛ, приведены в табл. 4 9 наносятся кистью или ииевмораспылением. Таблица 4.12. Эмали для защиты надводного борта и надстроек от коррозии Марка эмали Цвет Пленкообрааователь Доля не- летучих, “5 по мас- се, ие ме- Толщи- на одно- го слоя. Время высыха* не более Темпера- тура при нанесе- нии, °C Средства нанесения Разбавитель; % разбавления, не более МС-17 Черный, свет- ло-серый, пе- сочный Ал кидно-стироль ный 37 -59 25 0,5 5-30 Пневморас пыление, УБР, кисть Ксилол; 15; соль вент; 10 ПФ-115 Белый, се- рый, черный и лр. Пентафтллевый лак 49—68 30 24 5—30 Кисть, инев- мораспыленне, УБР, валики Сольвент, бея айн раствори- тели, скипи- дар или их смесь (I : 1); 20 Продолжение т я б л. 4.12 Марка вмяли Цвет Плен кообравователь Диля не- летучих, % по мас- се, ие ме- Толщи- на одно- го слоя. Иреми пысыхх- не более Темпера- тура прн нанесе- нии, °C Средства нанесения Разбавитель; % разбаилеемя, не более ПФ-167 Светло-серый, светло-шаро- вый, белый ПентафталевыЙ лак 59-65 18-23 24 5-30 Кисть, вали- ки, пневмо- распыление, УБР Бензин-раство- ритель; 15 У Р-1176 (с пони- жен пой горю- честью) Белый, серый Полиуретановый » 65-71 25 8 5-30 Пневморас- пыление, УБР, кисть Р-1176; 15 X С-510 Белый, чер- ный, шаровый Сополимер ви- нилхлорида с винилацетатом А-15 28—35,5 20—25 2 От —10 до 30 Пневморас- пыление, кисть Р-4, бутилаце- твт, ацетон; 20 X С-527 Белый, чер- ный, шаровый Полиуретановый 28-38 25 1 5-30 Пневморас- пыление, кисть Р-4; 10 ХС-1168 Белый, пале- вый, светло- серый, чер- ный, синий, шаровый Сополимер хлор- винила с ви- нилацетатом А-15-0, поли- эфир 10-67 34-41 25 От —10 до 30 УБР, пнев- мораспыление, кисть Циклогексанон, 12, Р-4; 10 ХС-1169 (приме- няется в сочетании с эмелью ХС-1168) Красно-ко- ричневый Сополимер хлор- винила с ви- нилацетатом А-15 0 34-38 25 0,5 От —10 до 30 УБР, пнев- мораспыление, кисть Ацетон, Р-4, сольвент, ци- клогексанон; 5-20
Таблица 4.13. Эмали для защиты палуб от коррозии Марка Цвет Плеикообрнзив зтель Доля не- летучих веществ, массе, не ТМЩПНВ одного Бремя высмха- не более Темпера- тура при на несе- нии, °C Средства нанесения Разбавитель; % разбавления, не более ПФ-1145 Зеленый, красно-ко- ричневый Пентафталевый лак 59-63 25 24 5—30 УБР, пневморас- пыление, кисть Ксилол, сольвент, бензин-раство- ритель; 12 ЭФ-1144 Зеленый, красно-ко- ричневый Эпокснэфирный лак 57-61 25 6 От —5 до 30 УБР, пневморас- пыление, КИСТЬ Ксилол, сольвент, 12 ПФ-5135 (теплоот- ражающая) Светло- серый Пентафталевый лак 55-66 25 24 5—30 УБР, пневморас- пыление, кисть Ксилол, сольвент, беваин-раство- ритель; 12 ЭФ-5144 (теплоот- ражающая) Зеленый Эпокснэфирный лак 57 -61 25 6 От -5 до 30 УБР, пневморас- пыление, кисть Ксилол, сольвент, 12 «Силика- цинк-2» Серый .Жидкое натрие- вое стекло 83 50 2 3-30 Пиевмораспылс ние, кисть Дистиллирован- ная вода; 8 Таблица 4.14. Эмали для защиты жилых и служебных помещений от коррозии Марка Цвет Плен кообразователь Доля не- летучих веществ, % по мас- се, не ме- Толщина одного Время высыха- ния, я, НС Темпера- тура на- несения, °C Средства нанесения Разбави- тель; % разбав- ления. не ПФ-218 ПФ-837 (для по- верхностей, под- вергающихся воз- действию высоких температур) КО-88 (иля поверх- ностей, подверга- ющихся длитель- ному нагреву) КО-81’3 (для поверх- ностей, подверга- ющихся длитель- ному нагреву) ЭП-56 Белый, светло- зеленовато- желтый, блсд- во-желтый, са- латный н др. Серебристый Белый, серый, голубой, са- латный, свет- ло-оранжевый, коричневый Пентафталевый лак Пентафталевая смо- ла, модифициро- ванная льняным маслом Кремннйоргаииче- ский лак KO-OS Крсмнийорганический лак Ки-815 Эпоксидная смола Э 41р 68-78 Не нор- мирует- ся То же в 65-70 30 25 20 20 30 24 1 (при темпера- туре 150 °C) 2 (при темпера- туре 150 °C) 2 (при темпера- 150 °C) 24 8 (при темпера- туре 5б’С) 5-30 5-30 5-30 5—30 5-30 УБР, кисть, валики Пневмо- распы- ление Пневмо- распы- ление Пневмо- распы- ление Пневмо- распы- леипе Бензин- раство- ритель; 12 РС 2; 6 Р-5; 7 Примечания. 1. Для защиты внутренних помещений допускается применение эмали ПФ-115 (см. табл, 4.12). 2. Для за- щиты поверхностей под приклеиваемую и выносную изоляцию применяются грунтовки № S1, 83, ФЛ-ОЗк, ФЛ-ОЗж (см. табл. 4.7).
с? Таблица 4.15. Эмали для защиты от коррозии цистерн различного назначения Марка Цвет Плен кообраэователь Доля неле- тучих ве- ществ % по массе, не менее о ж s! 1и я ’ :о Темпера- тура на- нес ей и л, ‘С Средства навесе- Разбавитель; % разбавления, не белее Грунт-шпатлевка ЭП-0010 (для трюмов на рыбопро- мысловых судах, грузо- вых трюмов для пере- возки химически актив- ных грузов и др.) Красно- корич- невый Эпоксидная смола 90 24 5-30 Пневмо- распы- ление, кисть Р-4; Р-5; 10-20 Б-ЭП-68 для топливных и топливно-балластных ци- стерн) Корич невый То же 97 150— 250 24 3-30 УБР, кисть Смесь ацетона с этиловым спир- ФЛ-412 (для конструк- ций, работающих в ус- ловиях горячей воды и пара) Сере- бристый Бакелитовый лак 30-35 (в спир- товой пасте цинко- вого крона) 25 2 0—30 УБР, кисть Этиловый спирт и изопропило- вый абсолюти- рованный спирт: 20 Б-ЭП-421 (для балластных цистерн) Светло- корич- невый Эпоксидная смола 97 160— 300 36 10—30 То же Смесь ацетона с этиловым спир- том 1 ’ I; 10 Ф-61 (для масляных ци- стерн и конструкций, омываемых маслом) Сере- бристый Бакелитовый лак 30-35 (в спир- товой пасте цинко- вого крова) 25 2 0—30 » Этиловый спирт и изопропиловый абсолютиро- ванный спирт: 20 1 П родилжс и и с табл. 4.15 Марка Ыиет Плеикообраэоватсль Долм неле- тучих ве- ществ, % по массе, пс Менсе S, Ih s’ “0 s j® Темпера- тура на несения, Срсдс-i на нанесе- ния Разбавитель; ’S разбавления, не более ХС-558 (для цистерн и трюмов на рыболовных судах) Белый Сополимер винил- хлорида с винили- ден хлоридом В X БД-40 или им- портной смолы «Джеон-222* 35-39 20-25 3 От -5 до 30 Пневмо- распы- ление Р-4; 8 ХС-710 (для защиты от воздействпя минераль- ных кислот и щелочей) Серый Сополимер винил- хлорида с винил и- денхлоридом ВХВД-40 27-33 20 От -10 до 30 Пневмо- распы- ление, кисть Р-4: 15 ХС-717 (для топливных цистерн) Сере- бристый Сополимер хлорви- нила с винплаце татом А-15-0 22 20-30 2 От -5 до 30 УБР, кисть Р-4; 20 ХС-769П (ия цистерн питьевой воды) То же То же 28±2 20 1 От —10 до 30 Кисть Ацетон; 20 В-ЖС-41 (для цистерн питьевой воды) Светло- серый Жидкое калиевое стекло 50 2 3-30 Пневмо- распы- ление, кисть Дистиллирован- ная во,да, кон- денсат; 5 КО-42 (для цистерн питье- вой виды) Серый Этилсиликат 07—72 30—60 1 От —10 до 30 То же Этиловый спирт, «Силикацинк-3» (для ци- стерн питьевой и мыть- евой воды) То же Жидкое натриевое стекло 83 50 2 30—30 Дистиллирован- ная вода; 8
Таблица 4 16. Технические характеристики линий дробеметной очистки и грунтования листового ________ и профильного проката 262
Таблица 4.17. Адгезия цинксиликатных грунтовок и красок при различных способах подготовки стальных поверхностей Способ подготовки Адгезия. МПа Дробеструйная очистка до степени (по шведскому стандар- ту): „ , SO212 Sa3 Очистка механизированным инструмептом (молотками, скребками, щетками) Травление в кислотах 0,41 0.45 0,23 0,23 Таблица 4.18. Основные параметры механизированных поточных линий дробеметной очистки корпусных сталей Параметры Группы сталей Углеро- дистые Низколеги- рованные Легирован- ные высоко- прочные Частота вращения дробеметного коле- са, об Мин Скорость вылета дроби, м. с Количество дроби, выбрасываемой одним к< тесом, кг/мип Потери дроби на одно колесо, кг/ч Номер дроби Скорость очистки, м/мин 2500 82 100 6 0,5-0,8 1.0—1.5 2500 82 100 6 0.8—1,0 0,8 2500 82 100 6 1.0—2D 0,5 Таблица 4 19. Нормы расхода дроби на 1 м'2 очищаемой поверхности Группы сталей Норны расхода, кг/м1 Чугунная дробь Стальная Углеродистые и низколегированные Легированные высокопрочные 0,20 0.30 0,16 0,24 Таблица 4.20. Технические характеристики дробеструйного аппарата «Каскад» Давление воздуха, МПа Диаметр рабочего сопла, мм Тин и номер дроби Скорость очистки, MS мии Потери дроби, кг/ч Произвс1дптелы1.1сть. № ч 263
Таблица 4 21. Ручной механизированный ииструг для оч истин поверхности Инструмент Назначение Зачистные машины «Волна-, «Ерш» шлифовальная ма- шина УПМ 1А УЗА1100, УЗМ150. УЗМ-200 УПМ-1М АЗМ-2 плосковолироваль ван машина ППМ-2М Пучковый молоток МПС-4401 Для очистки металлических поверхностей от ржавчины, непрочно сцепленной окалины, ста- рой краски и других зачистных работ Для очистки металла от налета ржавчины, для шлифовки шпатлеванных поверхностей, поли- рования декоративных поверхностей изделий Для зачистки сварных швов в труднодоступных н затесненных местах Для зачистки поверхности стеклопластика Для зачистки шпатлевки, шерохования резины, герметика и стеклопластика Для подготовки под окрашивание деревянных по- верхностей Для зачистки сварных швов от шлака, капель и брызг металла, очистки металлоконструкций от коррозии, окалины и старой краски Таблица 4 22. Состав водных растворов и режимы травления корпусных сталей Компоненты растворов Содержание г/л тура.еРоС Продолжи- тельность, Соляная кислота Ингибитор ПБ-5 150—200 4-5 15—25 60—90 Соляная кислота ингибированная 150-200 15—25 60—90 Серная кислота Ингибитор КИ 1 150-200 3-5 40—60 30—60 Серная кислота Хлористый натрий 150—200 150—200 50—60 30—40 Таблица 4 23. Рецептура составов травильных тает Компонент Содержание компонентов, мае ч., составов Д. 1 Д» 2 Кислота, концентрация, %: серная, 10 соляная, 15 ортофоофорная; 70 Присадка «Уникоя-МН» Ингибитор (каталин, ПБ-5, ХОСП-10) Керосиновый контакт Сульфит-целлюлозиый щелок Инфузорная земля 30 10 5 1.0 0,5 50 ,0—80,0 7.7 21,3 2,4 «,5 0,5 14,6 36.0 264
аблица 4.24. Основные компоненты, входящие в состав смывок Назначение компо- нента Используемые материалы Растворители Метиленхлорид, дихлорэтан, трихлорэтилен, тетрахлор- этилен, метиловый спирт, этиловый спирт, бутиловый спирт, толуол, ксилол, ацетон, метилэтилкетон, бутил- ацетат, этилацетат, бутилцеллозальв, амилацетат, этилцеллозольв, формальгликоль, димети.чформамид, этилендиамин, тетрагпдрофураи, морфолин, хлоро- форм, диэтиленгликоль Замедлители испа- рения Загустители Парафин, стеараты маннита и сорбита, наполнители че- шуйчатой формы Производные эфиров целлюлозы* метнлцеллюлпза, этил- цел.чюлоза, ацетилцеллюлоза, эпоксиэтилцеллюлоза; перхлорвиннловня смола, соевая и древесная мука; Разрыхлители коллоидная двуокись кремния, терпеновые смолы Кислоты, уксуспая, муравьиная, масляная, пропионо- вая, фосфорная, азптпая, азотистая, аммиак Эмульгаторы Мыла жирных кислот, анионные и цеионогеиные по- Ингибиторы кор- розии верхноетно-активные вещества Бензоат натрия, бура, циклогекенламнн, карбонат цик- логекенламина: смесь каталина, формалина, анилина; смесь катапнна с уротропином и моноэтаноламином Т а б л и ц а 4.25. Смывки Марка Состав Содержание ком понентов. % по Пленкообразующие основы лакокрасочных покрытий, удаляемых смывкой СД (СП) АФТ-1 СП-6 СП-7 СПС-1 Формальгликоль Этилоный спирт Ацетон Формальгликоль Толуол Ацетон Колоксилин Парэфин Метиленхлорид Формальгликоль Ксилол Уксусная кислота Смола ПСХ С Парафин Метиленхлорид Этиловый спирт Диэтиленгликоль Аммиак (25 %) Метилцеллгалоэа Жирные кислоты льня- ного масла ОП-7 Парафин Метиленхлорид Этиловый спирт Парафин Тиксотропная паста Жидкие мыло ОП-7. ОП-10 50 10 10 30 47,5 28,0 19,0 5,0 0.5 70.56 9.21 5,62 2,25 11,24 1,12 75,8 8,4 2.5 6,2 4.0 1,0 1,5 0.6 69,6 7,7 3,7 13.2 0,8 5,0 Масляные, фенольво- масляные, виниловые Масляные, фенолыю- масляные, виниловые, иаливинилбутираль- ные Масляные, алкидные, хлорвиниловые, ак- риловые, меламино- формальдегидпыс, эпоксидные Масляные, алкидные, хлорвиниловые, ак- риловые, меламино- формальдегидные, эпоксидные Эпоксидные, эпокецдно- этипо.тевые, урета- новые, виниловые, алкикиые. масляпые 26Б
Таблица 4 26. Грунтовки-модификаторы ржавчины, наносимые кистью и краскораспылителями Марка Основные Лакокрасочный материал. компоненты £ наносимый на обработанную поверхность МС-0152 Сополимеры сти- рола с малеи- новым ангид- ридом, раство- рители, хрома- ты 30—70 Глифталевые, пентафтзле- вые, поливинилбути- ральные, полиуретано- вые, фенол ьно-формаль- дегидные, эпоксидные, эпоксидно-пековые, эпоксидио-этинолевые, хлоркаучуковые П-1Т Ортофосфорная имслота, та- нин, раствори- тели, хромат цинка 15-25 Виниловые, перхлорвини- ловые, хлорвиниловые, масляные, глйфталсвые, пентафталевые, ноливн- нилбутиральные, фс- Э-ВА 01-ГИСИ Ортофосфорная кислота, эмульсия 20—80 польно-формалцдегид- пые, эпоксидные, эпок сидпо-пековые, эпок- Э-ВА-0112 То же 20-60 ендно-этинолевые, хлор- каучуковые, эпокси- афирпые, битумные, ал- кидно-стирольныс Т а б л и ц а 4.27. Рабочая вязкость различных эмалей в зависимости от метода нанесения Марка эмали Рабочая вязкость по евскозиметру ВЗ-4, с, при температуре 20 °C при нанесении кистью с помощью УБР ЭКЖС-40 14—100 14—25 20—25 ЭП-755 30—80 25—35 40—60 ЭП-72 50—80 30—35 50—80 ХС-413 — — Исходная ХС-416 80—250 * 80—250* ЭП-46 200—250 — 300—350 ХС-720 40-70 20—25 30—40 ХС-720 серебристая 50—70 18—22 25—30 X В-5153 35-70 — 50—70 ХВ 5243 50—80 — 50—80 КФ-751 45-65 * 45-65 * КФ-5225 60—80 * — 60—80 * 266
Продолжение табл. 4.27 Марка эмали Рабочая вязкость по вискозиметру ВЗ 4. с, при температуре 20 °C при нанесении кистью пневмораспыле- с помощью УБР ХС-519 50—80 — 50—60 ХВ-142 ХС-748 ХВ-750 | 60—70 30-50 20—25 30-40 30-50 ХС-1169 60—100 25—40 40-50 XC-1I68 80—100 25—40 40—60 УР-1176 28—30 16—18 23—25 ХС527 50-70 20—25 25-30 ХС-510 40-70 20—25 30—40 ПФ-167 50-70 25—30 40—70 ПФ-115 60—80 25—30 50-70 МС-17 35-80 20—30 10—70 ЭФ-1144 ПФ-1145 ЭФ-5144 ПФ-5135 ПФ-218 60—70 50—70 20—30 30—35 50-60 ХС-717 50-80 25—35 35-40 ФЛ-61 ФЛ-412 КО-42 | 30-70 20—32 15—18 18—20 20—32 *• В-ЖС-41 30—45 — 30—45 « «Силикаиинк-З» 21—30 — 21—30 ХС-710 20-40 20-25 25-30 ХС-769П 25—40 25—30 30-40 ЭП-569 35-40 25-30 — ЭП-56 22—25 15—18 — КО-813 10-14 10-14 — КО-88 Не .менее 16 Не менее 16 — 267
Таблица 4.29 Технология приготовления однокомпонентных лакокрасочных материалов Операция Оснастка Перемещение лакокрасочного ма- териала по участку в транспорт- ной таре: флягах бочках по 100 л бочках по 200 л Транспортная тележка Бочкокантователь Б очкотранспортер Перемешивание лакокрасочных ма- териалов: во флягах в бочках Перемешивающая ста- ционарная установка Перемешивающая пере- движная установка Перекачивание в раздаточный бак с фильтрованием и измерением расхода Раздаточные баки Доведение вязкости лакокрасоч- ных материалов до заданной величины (добавление раствори- теля с фильтрованием и дози- рованием) Стационарные посты для перекачивания и раз- дачи растворителей Раздача из транспортной тары в технологическую Раздаточные баки Марки оборудования, рекомендуемого для краекоприготовнтельиых участков при суточном расходе, л до 5 ОТ 5 ДО 20 ОТ 20 до 120 ОТ 120 ДО 200 более 200 Т-01 БК-01 БТ-01 МС-07, МП-07 МС-07 ПС 50 ПС-50, ПС-100 ПС-100, ПС-300 ПС-300, ПС-500 ПС-500 ПСР-50 ПСР-50, ПСР-100 ПСР-100 ПСР-100 ПСР-100 ПС-50 ПС-50, ПС-100 ПС-100, ПС-300 ПС-ЗОО, ПС-500 ПС-500
Таблица 4.30 Технология приготовления двухкомпонентных лакокрасочных материалов типа Б-ЭП без разведения растворителями Операция Оборудование, рекомендуемое участке® Перемещение материала (основы и отвер- дителя) в транспортной таре по участку Нагрев и перемешивание основы в транс- портной таре Перемещение материала (основы и отвер- дителя) в транспортной таре к месту проведения окрасочных работ Перекачивание основы и отвердителя в расходные баки установок «Тон» с филь- трованием и измерением расхода Транспортная тележка Т 01 Перемешивающая обогревае- мая стационарная установ- ка МОС-3.5 Транспортная тележка Т-01 Передвижная пасосная стан- ция НП-10 Таблица 4 31 Технические характеристики пневматических краскораспылителей Марка Расход ла- кокрасочного материала, л/мен Давление воздуха, МПа Расход воздуха м’?ч Габаритные размеры, мм Масса, кг КРП-3 0,3 0.4 12 200Х юо:-'340 0,65 КРП-8 0,3 0,4 22,5 ISO-' 98'-'360 0,6 СО-6Б 0.1 0,1—0,2 2,4 150.- 56? 250 0,4 СО-19Б 0.16 0,2 2,4 185- 140 <255 0,7 СО-44Б 0.35 0.01 48,0 165X106 <300 0,5 СО-71А 1.4 0,4—0.5 19,0 165 ' 93X 360 0.7 СО-123 0,3—0.4 16,0 156X45X215 0,8 Таблица 4.32. Технические характеристики установок безвоздушного распыления Марка !h h" lit go . Ilf О g ise 4S15- ih* 4 a Is 5g S Габаритные размеры, мм «Луч-2» з.б 20-25 0,3—0,5 15 18 405 <245X 570 «Спрут» 18 25-27 0.4 — 2 30 110 630- 690 <1090 «Т<)1|-301» 10 20—25 0.4 70 45 350 1600''1200.- 80С «1ОН-601» 20 20—25 0,4 70 1 45 350 1800 <900-'890 «Контур» 10 0,35— 0,6 - 2 lb 60 500X500X 80 270
Таблица 4 33 Время сушки основных лакокрасочных материалов Марка материала Врем. сушки, ч, пр и температуре “С от —10 до 0 от 0 до 10 от 10 до 20 от 20 до 30 ВЛ-02, ВЛ-023 2—1 1 1 0,5 МС-067 8-6 6-2 2—1 «Силикации к-01» — 10—8 8—6 6-5 ПС 084 4—3 3-2 2 2 ФЛ-ОЗк, ФЛ-ОЗж .—. 50—30 30-24 24 Грунтовки 71, 81, 83 .— 96-72 72 72 ЭФ-065 48—24 24—8 8-5 5 ЭФ-094, ЭФ 1219 96—72 72—36 36—24 24 ЭК/КС-40 24-8 24—4 12—3 8—2 ЭП-755, ЭП-72 —. 36-24 24—12 12—8 ХС-413 24—12 12—8 8—3 2 ХС416 72—48 48-36 36-24 24-18 ЭГ1-46 — 32—28 28—24 24—12 ХС-720 4—2 2—1 1 ХВ-5153 8-6 6—4 4 Я 3—2 ХВ-5243 18-16 16—12 12—4' 4-2 КФ-751, КФ-5225 72-60 60—32 32—20 20—16 ХС-519 18-16 18—12 12—8 ft XB-I42, ХС-748 8—4 4 Я 3—2 2 ХВ-750 10—6 6-4 4—3 3-2 ХС-1168 5.. я 3-2 2-1 2 2 ХС-1169 3—2 1—0,5 0.5 УР-Н76 .—. 18—12 12—8 8 ПФ-115 — 72-48 48—24 24 ПФ-167 — 48-36 36—24 24 МС-17 — 4—1 1—0.5 0,5 ЭФ-1144 48—36 38—18 18—6 6 ПФ 1145 72—48 48—24 24—20 ПФ-218 .— 72-48 48—24 24—20 ФЛ-61, ФЛ412 .—. 4—3 3-1,5 1,5—1 КО-42 8-4 4'3 3—2 2—1 В-ЖС-41 — 20—8 8-6 6—2 «Сил ика циик-3> — 20—8 ц 6- 2 ЭП-0010 — 48—36 36—24 24 -18 Таблица 4 34. Максимальное время выдержки грунтовочного слоя до нанесения эмалей Марка грунтовки Время выдержки, сут. при температуре. ’С от —10 до 0 от 0 до 10 от 10 до 20 от 20 до 30 ВЛ-02; ВЛ-023 ФЛ-ОЗк, ФЛ-03ж ЭФ-065 12—9 180 365 9—7 180 365 7—5 180 365 5—2 180 365 ЭФ-094; ЭФ-1219 71, 81. 83 еСпликаципк-01» Не ограничено Э-ВА-01ГИСП, Э-ВА-0112 80 90 90 Примечание В случае, если разрыв между нанесением грунтовок и покрывных эмалей превысил указанные сроки, грунтовочное покрытие следует обработать шлифовальной шкуркой зсрвестостью 16, 20 и обезжирить- 271
Таблица 4 35 Максимальное время выдержки между нанесением слоев эмалей некоторых типов Марка эмали Время выдержки, сут ПФ-218 МС-17, ПФ-167, ПФ-115 ЭФ-1144; ЭФ-5144 ПФ-1145; ПФ-5132 КО-42, ВМ\С-41, «Силикациик-З» ХС-519 ХВ-5153 365 60 Нс ограничено 180 180 5 сило указанные сроки, то покрытие следует обработать шлифовальной шкуркой зернистостью 16, 20 и обезжирить. Таблица 4 36. Максимальное время выдержки противокоррозионных покрытий до нанесения противообрастающих покрытий Время выдержки, сут. при температуре, "С него покрытия от —10 до 0 от 0 до 10 от 10 до 20 от 20 до 30 ЭКЖС-40 1,5-1 1—0.5 16-8 ч Я 1 и ЭП-755 — 1,5-1 1—0,5 0,5 ХС-413 45 45 45 45 ХС-416 90 90 90 90 ХС-720с 30 30 30 30 ЭП-46 — 1—0,5 0,5 0,5 Т а б л и ц а 4.37. Минимальное время выдержки иротивообрастающих лакокрасочных покрытий до начала эксплуатации Марка эмали Время выдержки, сут, при температуре. ”С ОТ —10 до 0 ОТ 0 до 10 до 10 до 20 от 20 до 30 ХВ-5153 5 3 2 1 X В-5243 3 2 2 КФ-751, КФ-5225 5 X 2 ХС-519 5 3 .4 3 ХВ-750 5 3 2 Таблица 4 38. Максимальное время выдержки противообрастоющнх покрытий до начала эксплуатации Мирна эмали Время выдержки, сут ХВ-5153, ХВ-750 X В-5243 ХС-519 КФ-751, КФ-5225 272
Таблица 4.39 Степени очистки корпусных сталей дробеметным и дробеструйным способами ОЧИСТКИ Характеристика поверхности 2 3 Легкая очистка сняты ржавчина и непрочно сцепленная окалина. Часть окалины на поверхности металла осталась. Очистка недостаточна для последующего нанесения защитного покры- тая Нормально очищенная поверхность удалены вся окалина и ржавчина. По этому эталону следует производить приемку по- верхности под защитное покрытие Чрезмерно очищенная поверхность кроме полного удаления окалины и ржавчины поверхность доведена до однородного светлого цвета. Поверхность пригодна под защитил1 покрытие- Очистка с такой тщательностью не рекомендуется из-за уве- личения трудоемкости работ и частичного снятия основного металла Таблица 4.40. Дефекты лакокрасочных материалов (ЛКМ) и покрытий Вид дефекта Характеристика дефекта Плохой розлив Неспособность ЛКМ растекаться по окрашиваемой по- верхности с образованием гладкой ровной пленки. Розлив оценивается следующим образом удовлетво- рительный, замедленный, неудовлетворительный Сорность Наличие механических включений в ЛКМ Плохое смачива- ние окрашивае- мой поверхности Нанесенный ЛКМ не растекается по поверхности Апельсиновая корка Образование неровностей, напоминающих морщины апельсиновой корки Потеки, наплывы Стекание ЛКМ в период с момента его нанесения до ста- дии высыхания Кратеры (оспины) Наличие характерных углублений на окрашенной по- верхности Шелушение Поналение чешуек, отслаивающихся от покрытия Растрескивание Образование трещин Межсловная про- ницаемость Изменение цвета, вызванное проникновением цветных компонентов из предыдущего слоя в последующий .Морщинистость Образованве морщин на поверхности покрытий в про- цессе их сушки 273
Таблица 4.41. Причины появления дефектов лакокрасочных покрытий и рекомендации по их устранению Дефекты окраски Причины появления Выбор схемы окраски Изменение цвета. Тусклые пятна, пожелтение, вы- ветривание, ме- ление, растворе- ние, отслаива- ние, пузыри, коррозия и др. Схема окраски не соответ- ствует условиям экс- плуатации Выбор схемы окраски про- изводить в соответствии с назначением и условия- ми эксплуатации кор- пуспых конструкций Подготовки поверхности под окраску Шелушение, по- ниженная адге- зия, отсутствие глянцв, мато- вые пятна, пу- зыри Шероховатость Отслаивание Морщинистость. рябизна, Л КП не высыхает Поверхность плохо очище- на от ржавчины, окали- ны, исорганических со- лей Поверхность уваажнена Поверхность плохо обез- жирена Поверхность плохо очище- на от ржавчины, оки-чи- вы, пыли Наличие на поверхности заусенцев, выбоин, ца рапин, сварочных брызг Поверхность увлажнена Поверхность плохо обез- жирена Поверхность плохо очище- на от непрочво держа- щегося старого ЛКП Поверхность увлажнена Поверхность плохо обез- жирена Очистить поверхность Высушить поверхность Обезжирить поверхность Очистить поверхность Обработать поверхность в соответствии с действу- ющей НТД Высушить поверхность Обезжирить поверхность Очистить поверхность от пепрочно держащегося старого ЛКП Высушить поверхность Обезжирить поверхность Морщинистость ЛКП не высыхает Вязкость ЛКМ нышс нор- мы Применение сиккативов, не предусмотренных НТД, или в количестве, превышающем норму Применение сиккативов, не предусмотренных НТД, или в количестве, превы- шающем норму Применение отвердителя, ие соответствующего НТД по номенклатуре, количеству, качеству Разбавить ЛКМ до нормы ЛКМ ваменить. Применять ЛКМ, приготовленный в соответствии с НТД ЛКМ заменить- Применять ЛКМ, приготовленный в соответствии с НТД ЛКМ заменить. Применять отвердитель в соответ- ствии с НТД 274
Продолжение табл. 4.41 Дефекты окраски Причины появлаиня Рекомендации по устранению Потеки, наплывы Апельсиновая кор- ка, ПОЛОСЫ Отсутствие сплошности Шероховатость Пузыри, поры Кратеры (оспивы) Растрескивание В краску алкидного типа не введен сиккатив, а эпоксидного или поли- уретанового — отверди- тель Разбавление краски путем смешивания различных по типу материалов Применение разбавителей, не предусмотренных НТД Вязкость ЛКМ внже нормы Вяаность ЛКМ выше нор- мы Применение разбавите- лей, ие предусмотрен- ных НТД Вязкость ЛКМ ниже нормы Применение разбавителей, не предусмотренных Плохое перемешивание ЛКМ перед применением Применение разбавителей, не предусмотренных НТД Плохой перетир ЛКМ Загрязнение ЛКМ меха- ническими примесими, плохая фильтрация Применение разбавителей, не предусмотренвых НТД Загрязненве ЛКМ мине- ральными маслами, во- дой Присутствие пузырьков воздуха в ЛКМ Вязкость ЛКМ выше нор- мы Плохое перемешивание ЛКМ перед применением Загрязнение ЛКМ мине- ральными маслами, во- дой Вязкость ЛКМ ниже нормы Ввести сиккатив или от вердптель ЛКМ заменить. Применять ЛКМ. приготовленный в соответствии с НТД ЛКМ звмепить. Применять ЛКМ вязкостью, соответ- ствующей норме Разбавить ЛКМ до нормы ЛКМ заменить. Применять ЛКМ, изготовленный в соответствии с НТД ЛКМ ваменить. Применять ЛКМ вязкостью, соот- ветствующей норме ЛКМ заменить. Применять ЛКМ. приготовленный в соответствии с НТД Перемешать краску ЛКМ заменить. Применять ЛКМ, приготовленный в соответствии с НТД ЛКМ перетереть Профильтровать ЛКМ ЛКМ заменить. Применять ЛКМ, изготовленный в соответствии с НТД ЛКМ заменить То же Разбавить ЛКМ до нормы Перемешать ЛКМ Л КМ заменить ЛКМ заменить Применять ЛКМ вязкостью, соот- ветствующей норме 275
Продолжение табл. 441 Дефекты окраски Причины поколения Рекомендации по устранению I Теравномсрный блеск или поте- ря его Несоитветс i вис цвета ЛКП эта- лону Различные оттен- ки ЛКМ Плохой розлив Свертывание крас- Плохое смачива- ние окрашивае- мой поверхности Сорность Морщинистость Применение растворите- лей, ие предусмотренных НТД Вязкость Л КМ ниже нормы Присутствие влаги в ЛКМ Плохое перемешивание ЛКМ перед применением Краска приготовлена из за- грязненных компонентов Плохое перемешивание лкм Изготовление краенп пу- тем смешения различ- ных ио типу' материалов, введение каких-либо до- банок Плохой перетир краски Плохое перемешивание ЛКП перед применением Применение разбавителей, не предусмотренных НТД Применение растворителей, не предусмотренных НТД Изготовление краски пу- тем смешивания различ- ных по типу материалов, введение каких-либо до- бавок Применение разбавителей, ие предусмотренных НТД Загрязн ние Л КМ мине- ральными маслами и жи- рами Плохой перегар Загрязнение ЛКМ механи- ческими примесями, пло- хая фильтрация {внесение лакокрасочных магг Температура окрашивае- мой поверхности выше нормы Нанесение и сушка ЛКМ при несоответствующей требованиям НТД темпе- ратуре (слишком высо- кая, слишком низкая) ЛКМ заменить. Применять ЛКМ. пригоговленный в соответствии с НТД ЛКМ заменить. Применять ЛКМ вязкостью, соответ- ствующей норме ЛКМ ваменить Перемешать краску ЛКМ заменить Перемешать красну ЛКМ заменять. Применять ЛКМ, приготовленный в соответствии с НТД ЛКМ перетереть Перемешать краску ЛКМ заменять. Применять ЛКМ, приготовленный в соответствии с НТД ЛКМ ваменить. Применить ЛКМ, приготовленный в соответствии с НТД То же ЛКМ ваменить ЛКМ перетереть Профильтровать ЛКМ ериалов Прекратить окраску до установления температу- ры, предусмотренной НТД То же 276
Продолжение табл. 4.41 Дефекты окраски Причины появления Рекомендации по устранению ЛКП ие высыхает Потери Апельсиновая норка Полосы Отсутствие сплошности Шероховатость Интенсивная циркуляция воздуха но время сушки покрытия Нанесение слоя ЛКМ тол- щиной выше нормы Нарушение схемы окраски Нанесение ЛКМ по непро- сушейному предыдущему слою Нанесение ЛКМ по непро- сушенному предыдущему' слою Нанесение слоя ЛКП тол- щиной выше нормы Нанесение и сушка ЛКП при низкой температуре и высокой влажности Нанесение слоя ЛКМ тол- щиной выше нормы Низкая температура во вре- мя нанесении ЛКМ Температуря окрашивае- мой поверхности выше нормы Нанесение и сушка ЛКМ при низкой температуре Продолжительное расту- шевание ЛКМ на одном участке Нанесение кистью краски, которая должвя нано- ситься только краско- распылителем Исправление уже частично высохших ЛКП Нанесение и сушка ЛКМ при повышенной темпе- ратуре Нанесение слоя ЛКМ тол- щиной ниже нормы Нанесение покрытий в ус- ловиях загрязненной ат- мосферы Уменьшить циркуляцию воздука Наносить ЛКМ толщиной, не превышающей норму Схему окраски привести в соответствие с НТД Соблюдать сроки сушки слоев ЛКП То же Наносить ЛКМ толщиной, не превышающей норму Прекратить окраску до ус- тановления температуры и злажности, предусмо- тренных НТД Наносить ЛКМ толщиной, нс превышающей норму Прекратить окраску до ус- тановления температу- ры, предусмотренной НТД Прекратить окраску до ус- тановления температу- ры.^ предусмотренной Прекратить окраску до ус- тановления температу- ры, предусмотренной НТД Уменьшить продолжитель- ность растушеванин ЛКМ наносить предусмо- тренными НТД средства- ми Исправление дефектов про- изводить после полного высыхании ЛКП Прекратить окраску до ус- тановления температуры, предусмотренной НТД Наносить ЛКМ толщиной, соответствующей норме Окраску прекратить до ус- тановления требуемых условий 277
Продолжение табл. 4.41 Дефекты окраски Причины появления Рекомендации по устранению Пузыри Рябизна Кратеры (оспины) Растрескивание Шелушение Отслаивание, по- ниженная адге- Мсжслойная про- ницаемость Неравномерный блеск или поте- ря его Нарушение схемы окраски Нанесение слоя ЛКМ тол- щиной выше нормы Нанесение ЛКМ по нспро- сушенному предыдуще- му слою Нанесение и сушка ЛКМ при повышенной темпе- ратуре Температура опрашивае- мой поверхности ниже нормы Низкая температура крас- Тсмпература окрашивае- мой поверхности выше нормы Нарушение схемы окраски Нанесение ЛКМ неравно- мерным по толщине сло- Наиесение ЛКМ по непро- сушенному предыдуще- му слою Нанесение ЛКМ на чрез- мерно затвердевшие, глянцевые старые ЛКП или пленки грунта Нанесение ЛКМ при низ- кой температуре, высо- кой влажности Нанесение ЛКМ па чрез- мерно затвердевшие, глянцевые старые ЛКП или пленки грунта Нанесеиие ЛКМ на пере- сушенные слои грунта, шпатлевки, краски или на чрезмерно затвердев- шие. глянцевые старые ЛКП илп пленки грунта Нарушение схемы окраски Нанесение ЛКМ при низ- кой температуре, высо- кой влажности Схему окраенп привести в соответствие с НТД Наносить ЛКМ толщиной, не превышающей норму Соблюдать сроки сушки слоев ЛКП Прекратить окраску до ус- тановления температу- ры, предусмотренной тНТ? Довести температуру крас- ки до требуемой Прекратить окраску до ус- тановления температу- ры, предусмотренной НТД Схему окраски привести в соответствие с НТД Наносить ЛКМ толщиной, соответствующей норме Соблюдать сроки сушки слоев ЛКП Поверхность прошкурить до потери гляниа Прекратить окраску до ус- тановления температуры и влажности, предусмо- тренных НТД Поверхность прошкурить до потери глянца Поверхность прошкурить до потери глянца. Со- блюдать сроки сушки сло- Схему окраски привести в соответствие с НТД Окраску прекратить до ус- тановления температуры и влажности, предусмо- тренных НТД 278
Продолжение табл. 4 41 Причины появления Плохая вентиляция во вре- мя сушки ЛКП Нанесение ЛКП неравно- мерным по толшине сло- Низкая температура краски Улучшить вентиляцию Наносить ЛКМ толщиной, соответствующей НТД Довести температуру краски до нормы Несоответствие Нанесение и сушка ЛКМ Прекратить окраску до ус- цвета ЛКП эта- при низкой температуре. тановления температуры высокой влажности Использование ЛКМ. не соответствующих по цве- ту эталону и влажности, предусмо- тренных нтД ЛКМ заменить Нанесение лакокраанных материа.'ию валиковыми кистями малярными или Рябизна, полосы, Плохая кисть, дефекты на Сменять кисть или рубаш- отсу гствие рубашке валика ку валика сплошности Сорность, шеро- Грязная кисть или рубаш- Промыть и высушить кисть ховатость ка валика или рубашку валика Нанесение лакокрасочных материалов пневматическими краскораспылителями Потеки, наплывы Расстояние от пнешяета до окрашиваемой поверх- ности меньше нормы. Пи- столет неправвльно ори- ентирован относительно окрашиваемой поверх- ности Держать пистолет перпен- дикулярно к окраши- ваемой поверхности на расстоянии 250—400 мм Рябь, полосы Расстояние от краскорас- пылителя до окрашивае- мой поверхности выше нормы Нианое давление воздуха в распылителе Держать краскораспыли тель на расстоянии 250— 400 мм от окрашиваемой поверхности Повысить давление воздуха Апельсиновая Повышение давления воз- Уменьшить давление воз- корка, кратеры, духа духа редуктором морщинистость, потеки Появление капвль Не работает масловодоотде- Спустить конденсат из мае- поди или масла на окрашенной поверхности литель ловодоотделителя вли заменить масловодоот- делитель
Таблица 5.1. Назначение покрытий в зависимости от условий эксплуатации изделий Характеристики изделий Покрытия Номенклатура Материал Наииеиоааиие Вид дополнительной обработки Шифр, толщина, мкм (условия зксплуата- ции «) Детали, установленные в камбу- зах, рыбоморозильных каме- рах, контактируемые с пище- выми продуктами Дольные вещи, скобяные изде- лия, талрепы, серьги, травер- сы, комингсы, решетки, кожу- хи, скобы, хомуты, крючки, кронштейны огнетушителей, кожухи сильноточного и слабо- точного оборудования Изделия грузовых устройств (коу- ши, блоки, тросовые патроны и ДР ) Крупногабаритные изделия на- ружных палуб и рыбных цехов, детали посудомоечных помеще- ний Детали палубных механизмов Детали системы гидравлики и швартовочпых устройств (штырь, стержень, ушко и т. п.) Электролит! Катод Сталь углеродистая и низколегирован- ная То же I ческие п о к р ы ные защитные Цинковое То же 3 У Кадмиевые То же И я Хроматирование Фосфатирование с пропиткой маслом Фосфатирование с последующим на- несением лако красочного покры- тия Фосфатирование с пропиткой маслом Фосфатирование с последующим на- несением лакокра- сочного покрытия Фосфатирование с протокой маслом Хроматирование Ц18 (с) Ц18.хр (с) ЦЗО.фос.прм (ж) Ц18 фос л кп (ж) Ц48 фос.прм (ож) ЦЗО.фос.лкп (ож) КдЗО фос. Ирм (ож) КдЗО.хр (ож)
Характеристики изделии Покрытия HOMi иклатура Материал Наименование Вид дополнительно 11. обработки Шифр, толщина, мкм (условия эксплуата- ции Элем рокот иктные детали (пло- ские перемычки, станки, план- ки и др.). Сталь углеродистая низколегирован- ная, медь и мед- ные сплавы Кадмиевые - КдЗО (ж), Кд42 (ож) Детали декоративного оформле- ния помещений, дельные вещи, отличительные планки, махо- вики, детали переговорной си- стемы, скобяные изделия и др. Катодные нищими Сталь углеродистая и низколегиро- ванная о-декиршпивные пикрыг, Хромовое блестя- щее или матовое с подслоем никеля, меди, никеля (бле- стящего или мато- ля I13.M21.IU56.X.6 (с) или НЗ.М21,Н15м. Х.м (с) Скобяные изделия и мебельная фурнитура Медь п медные спла- вы Сталь углеродистая и низколегирован- ная То же Цинковое .блестящее Хроматирование Н24 б,Х.б (ж) пли Н24.м.Х.м (ж) Ц18.б.хр (с) Детали трепня, работающие в ус- ловиях смазки при да алени и 0,6- 20,0 МПа Шейки коленчатых валов, соеди- нительные кольца, штоки, на- конечники, цилиндры, штоки Детали трепня, работающие в осо- бо жестких условиях (вал, шток, корпус сальника) Катодные ст Сталь углеродистая и низколегирован- ная, коррозион- но-стойкая, мало- магнитная Сталь коррозионно- стойкая цунами ые покрытия Хромовое твердое Хромовое твердое Гидрофобизацня Хтв,9.Хтв. 100 (ж) Хтв.48 гфж 136-41 (ож) Продолжение табл 5.1 .X арактеристи ки и «дслий Покрытия Номенклатура Материал Наименование Вид дополнительной обработки Шифр, толщина, мкм (условия эксплуата- ции >) Резьбовые детали для предотвра- щения задиров Детали трения, работающие в ус- ловиях недостаточной смазки (поршневые кольца, пальцы, втулки цилиндров, золотники, штоки, шейки коленчатых ва- лов) Детали трения (оси, валы, штоки, цилиндры, шпиндели и др), работающие при давлении, МЛа- до 5 от 5 до 20 Детали судовой арматуры, рабо- тающие при температуре до 200 СС Инструмент, детали механизмов и машин (для защиты от цемента- ции) Детали подвески двигателя, дета- ли газовых ловя системы упра- вления Детали алектроконтактные Сталь коррозионно- стойкая и мало- магнитная Сталь углеродистая и низколегирован- ной и коррозион- но-стойкая То же » Сталь коррозионно- стойкая Сталь углеродистая и низколегирован- ная Сталь коррозиошго- стойкая Сталь углеродистая и низколегирован- ная Медь и медные сплавы Хромовое твердое Хромовое микропо- ристое Хромовое двухслой- ное (молочное н твердое) То же Медное с подслоем никеля Медное Серебряное с подсло- ем никеля и меди Серебряное Гидрофобизация Гидрофобизацня Хтв 6 (с) или Хтв.б.гфж 136—41 (ж) Хпор 70 (ж) Хмол 24 Хтв 48 (ж) Хмол48.Хтв 70 (ж) Хтв 48гфж 136—41 (ож) НЗ.МЗО (с) М9 (с) H3.MI8.Cp9 (с) Ср 15 (с)
Характеристики изделий Покрытия Номенклатура Материал Наименование Вид дополнительно!! обработки Шифр толщина, мкм (условия эксплуата- ции >) Изделия рефрижераторной си- стемы, детали камбуза и провп- звонких кимер, детали элек- трокоитактныс Детали, контактирующие с пи- щевыми продую ям и Кожухи трансформаторов, мон- тажные шипы, выводы, нако- нечники, лепестки и др, дета- ли, подлежащие изйке Детали заземления Крепеж, заклепки, переборочные стаканы, отличительные планки Клепаные конструкции, листы обшивки, леерные ограждения Трубы системы пресной воды, санитарные системы, судовая мебель, детали отделки поме- щений Сталь углеродистая и низколегирован- ная То же Медь и медные спла- вы Сталь углеродистая н низколегирован- пая Анодные Алюминиевые спла- вы, применяемые в судостроении То же Оловянное с подсло- ем никеля То же Покрытие сплавом олово—свинец с долей олова 35— 40 "i, по массе Покрытие сплавом олово—свинец (40 %) с подслоем никеля и меди защитные покрытия Серно-кислогное То же Наполнение в рас- творе дву хромо- во’Кислого’ калия Наполнение в рас- творе двухромо- во-кислого калия с последующим нанесением лако- красочного по- крытия Наполнение в воде Н9.О6 (е) Н 18.09 (ж) О—С (40)12 (с), О—С (40)21 (ж), О—С (40) 36 (ож) H3.MG 0- С(40) 12(c), НЗ М9.О—С(40)21(ж), ИЗ. М 15.0— С (40) 36 (ож) Ан.Окс.хр (с) Ан.Окс.хр .лкп (с), Ан.Окс.хр,лкп (ж), Ан.Окс.хр. лкп (ож) А и. Оке. Н в (ж), Ан.Окс.Нв (ож) Характеристики изделий Покрытия Номенклатура Материал Наименование Вид дополнительной обработки Шифр, толщина, мкм (условия эксплуата- ции *) Корпуса и крышки фильтров и насосов, сварные конструкции Трубы общесудовой вентиляции, судовая арматура, судовая ме- бель, свар ные'конструкции Судовая мебель, дельные веша Отличительные планки, расклад- ки, угольники Детали крепления приборов, обо- рудования Крепежные, резьбовые детали, су- довая арматура, детали тре- ния, комингсы, сопрягающие- ся подвижные детали мебели Детали сложной конфигурации, на которые невозможно нанести гальванические покрытия Крупногабаритные детали, на ко- торые невозможно нанести гальванические покрытия То же » Анодные защиты То же » » Анодные сг Алюминиевые спла- вы с содержанием меди менее 3 % X и м и ч е с Защит Сталь углеродистая и низколегирован- ная То же * X ромово-кислое Эматалирование о-декоративные покрыг Серно-кислотное Эматалирование ециальные покрытия Твердое кие покрытия ные покрыты Никелевое химиче- ское Фосфатное » Нанесение лакокра- сочных покрытий Наполнение в воде шя Наполнение в рас- творе красителя Наполнение в рас- творе красителя Наполнение в воде Промасливание Нанесение лако- красочного по- крытия Ан,Оке.хром, лкп (с), Ан.Окс. хром. л кп(ж). А н. Оке. хром, лкп (ож) Ан.Окс.Эмт (ж), Ан.Окс.Эмт (ож) Ан.Окс.цв. (с) Ан.Окс Эмт.Цв (ж), Ан.Окс.Эмт Цв (ож) Ан.Окс.Эмт (ж), Ан.Окс.Эмт (ож) Ан.Окс.тв (с), Ан,Оке.тв (ж) Ан.Окс.тв (ож) Хим.1148 (ж), Хим. НбО (ож) Хим.фос. прм. Хнм.фос.Лкп (ж), Хим.фос.Лкп (ож)
Продолжение т а б л. 5.1 286
Таблица 5 2. Характеристика внешнего вида покрытий Покрытие Внешний вид Цвет Другие допустимые показатели качества Цинковое. с бесцветным хрома- тированием радужно хромати- рованное с хроматированием черно-хроматиро- ванное Кадмиевое; с бесцветным хро- матированием радужно-хромати- рованное с хроматированием Светло-серый или сере- бристо-белый с голу- боватым оттенком То же до голубого; воз- можны фиолетовые и желтоватые оттенки От желтовато-зеленого до золотисто-желтого От хаки до темно-зеле- От черно-коричневого до черного с зелено- ватым или сине-фио- летовым оттенком; возможен серый от- тенок Светло серый или сере- брнсто-белый с голу- боватым оттенком То же до серебристо- желтоватого От желтовато-зеленого до золотисто-желтого От хаки до коричнево- Матовая поверхность, цвета побежалости, радужность, ослабле- ние интенсивности цвета после различных видов обработки. Еди- ничные механические повреждения хромат- ной пленки до 2 % об- общен площади Цинковое и кадмиевое фосфа тированное От светло-серого до тем- по-серого То же, что и выше. Долж- на быть мелкокристал- лическая структура пленки. Допускается крупнокристалличе- ская структура для покрытий, не предна- значенных под окраску Медное От светло розового до темно-красного Наросты меди, цвета по- бежалости, потемнение Никелевое: из электролитов без блескообразу- ющих добавок из электролитов с блескообразующи- ми добавками черное и термиче- ски оксидированное химическое Серебристо-белый с желтоватым от- тенком Серебристый с желтова- тым оттенком От черно-серого до чер- Ссро стальной с желто- ватым оттенком Темный цвет в пазах, от- верстиях, цвета побе- жалости, радужные оттенки желтого, енне- фиолетового и светло- коричневого цветов после термообработки 287
Продолжение табл. 5.2 Покрытие Внешний вид Цвет Другие допустимые показатели качества Хромовое: защитно-декоратив- ное без полирова- ния полированное твердое, износо- стойкое двухслойное кор- розионно- и изиосо- стойкое микропористое молочное черное Серебристосерый Серебристый с голубо- ватым оттенком Светлосерый с синева- тым или молочно-ма- товым оттенком От молочного до светло- серого От светлосерого до се- рого с синеватым от- тенком От молочного до светло- серого Черный с синеватым от- тенком Единичные точечные уг- лубления до 2 “в об- щей площади при тол- щине хрома более 40 мкм и сетка трещин при толщине хрома бо- лее 24 мкм Сплав никель—кобальт От светлосерого до се- Радужные оттенки жел- того и сине-фиолетово- го цветов Химическое оксидное на алюминии и его сплавах: деформированных общего назначе- ния деформи ровапных типа Д16, Д18 и др литейных То же Светло-серый или золо- тисто-желтый с ра- дужными оттенками От серо-голубсго до тем- но голубого или от са- латно-голубого до зе- леного или желтого в зависимости от марки сплаза и способа тер- мообработки Зеленовато-голубоватый с радужными оттенка- ми или без них Серо-голубой с черными или коричневыми раз- водами От коричневого до золо- тисто-желтого с ра- дужными оттенками Мраморовидность. тем- ные и светлые полосы, потемнение, пятна во- круг отверстий, пор, раковин Фосфлтиое на стали и чу- гуне- после пропитки маслом, эмульси ей, лаком или гид- рофобнзации От светлосерого до чер- ного От темно-серого до чер- ного Разнокристалличность. белый налет, пятна, разводы, натеки. По- крытие должно быть мелкокристаллическим или крупнокристал- лическим, если не предназначено под ок- 882
Продолжение таСл 5.2 Покрытие Внешний вид Цвет Другие допустимые показатели качества Аиодно-оксидное на алю- минии и его сплавах деформированных литых п многоком- понентных из хромовых элей тролитов хроматированных, де^юрмироваппых хроматированных литых и многоком- понентных твердое твердое хромати- рованное электроиэоляцион - От светло-серого до тем- но серого От светло-серого до тем- но-коричневого От молочного до серого, возможны цвета по- бежалости От светло-зеленого до желто-зеленого От серого до темно-серо- го От светло-серого до чер- ного От желто-зеленого до ко- ричнево-черного От светло-желтого до темно-коричневого или от светло-серого до темно-серого Блики, мраморовид- ность, темные и свет- лые пятпа, полосы во- круг пор, отверстий, ракоанн Желто-зеленый цвет, сетка трещин, мрамо- ровидпость, пятна Анодно-оксцдное эма- талевое на алюминии и его сплавах От светло-серого до тем- но серого Различные опенки Таблица 5.3. Методы контроля толщины покрытий—металлических на стальных и оксидных яа алюмвиневых изделиях Методы ПОКрЫ'ИИ неразрушающие разрушающие Цинковое Кадмиевое Никелевое электролитическое Никелевое химическое Хромовое Медное Оксидные В, М, Р в. м, Р в м м. в в. м в К, с, КН К, с, КП К. С. Кн Кп К, С, Кп К, с, Кп г Пряыечавие. В — электромагнитный, М — магнитный. Р —.радиа- ционный Г — гравиметрический. К — кулонометрический, С — метод струи. Ко — метод капли. 10 П/р Е. Я. Люблинского 289
Таблиц а 5.4. Признак пористости покрытий иа стальных деталях Метод Покрытия "тор* Время вы- держки. Признак пори- стости — цвет в число точек Погружения Ni, Сг, Sn 1 5 Синие Нанесения паст Ni. Сг, Cu, Sn 2 3 Красные Наложения филь- Ni 3 5 Синие тровальной бумаги Сг 3 5 3) Си 3 20 Sn 3 45 * Состав индикаторов при температуре 25—35 °C: 1 — железосинеродистый калий (2г). этиловый спирт (200 см’), желатин ((5—2S г), сериал кислота 0.5 Н (10 см’), дистиллированная вода (750 см*): 2 — соляиен кислота О,1Н (100 см"), аа-дипарадил (I г), этиловый спирт (2S си*), двуокись титана (150—250 г); 3 — железосинеродистый калий (10 г), хлористый натрий (20 г). дистиллироеаяная вода (1000 см*). Таблица 5.5. Методы определения прочности сцепления покрытия Методы Покрытия Выполняемые операции Полирование Крацевание Изгиб Навивка 7 (для покрытий на проволоке) Нанесение сетки царапин ? Растяжение (для покрытий на пружинах) Нагрев Распиловка * При диямет метру проволока. р’ Для покры * Линин ВПК 4 Темпериту] 300; NI—250; Sn- Ni, Си, Сг, Snj Си, Zn, Cd, Sn Н Си. Ni, Сг Си, Ni, Сг, Zn, Cd Си, Ni, Zn, Cd, Snj Ni, Zn, Cd Cu, Ni, Cr, Zn, Cd, Sn Ni.Cr, Sn ре проволоки тий до 20 ккм сят СТАЛЬНЫМ нагрева пок 150. Полирование на мягких кругах (бязь, фетр) с пастами — крокусной, хромовой, ско- рость 20—30 м/с При вращении стальных и латунных щеток с диаметром проволоки 0,1—0,3 мм, ча- стота вращения 1500—2800 об/мин Изгиб под утлом 90° в обе стороны. Можно до излома Навивка трех витков проволоки на стержень того же диаметра ', что у проволоки Нанесение 4—6 взаимно перпендикулярных линий® на^расстоянии 2—3 мм друг от друга Для проволоки 5Диаметром, до 1 мм—вы- прямлением пружины; более 1 мм — рас- тяжением на двойную длину Нагрев4, выдержка в течение 1 ч и охла- ждение на воздухе Распиловка от основного металла к покры- тию под углом 45° напильником io 1 мм диаметр стержня равен утроенному даа- стрием из металла, имеющего твердость покрытия, рыгай» °C (±10°): Cu—2и0; Zn и Cd — 190; Сг— 290
Таблица 5.6. Контроль методом капли Покрытие Металл основы Компонент раствора Концен- трация § •8 Признак неудовле- творительного ка- Анодио-ок- сидное Эматалевос из хромо- во-борного электролита Фосфатное Химиче- ское оксид- ное Оксидное, полученное химиче- ским пас- сивирова- Хроматное 1 При (18—21 °C) ново-кисло для плакир Дли вкатал 37 ник. Алюми- сплавы Сталь, чугун Сталь Медь и ее спла- Цинко- вое Кадмие вое по- крытие температу дня акодно званного м вого поиры Соляная кислота (плотность, у'—1,19 г/см®) Двух ромово-кис- лый калий Серно-кислая Хлористый нат- (Золяпая кислота (01 Н) Хлористый нат- Серио-кислая Азотная кислота (•/=1.41 г/смя) Уксусно-кислый свииец pH — = 7,7 е соответственно 32 оксидного покрытая, талла и 3 мнн для не Тки при комнатной Tew 30 82 33 30 20 50 50 нолу плаке пера 250 13 500 . Пр знно рова 20 1 25— 501 2 15 0,5 0,08 1 0,08 и ноын о из cq них и >емя вы Изменение цвета капли от оран- жевого до зеле- ного Изменение цвета капли от голу- бого до желто- го, светло-зеле- яого или крас- Появлевие точек коррозии ос- новного метал- Появление ро- зовых точек коррозии меди Появление пу- зырьков газа Появление тем- ного пятна атной температуре «о-кислого и жро- ственво 12 в в мнн литейных сплавов- держим составляат 10* 29J
Таблица 6.1. Предел коррозионной усталости корпусных материалов 1 Материал Тип образца 0-1 о_1|;набазс 10» циклов, МПа без с катодной поляриза- цией при потенциале, мВ Рцни' 400 50С 600 sco- nce Аустенитная марганце- Гладкий 160 80 145 175 180 во-алюмин исвая сталь Сварной 8С 45 70 85 90 90 Перлитная сталь Гладкий 260 130 — 190 230 — Алюминиевый сплав ск- » 90 70 .—. — — 120 стемы Al—Me (типа АМг61) Алюминиевый сплав си- стемы А1—Zn—Mg Сварной 70 45 — — 85 Гладкий 100 75 - - - 100 1 Данные цолучскы 150 цикл/мин. ХЛЯ плоских образцов ир частоте нагружения Таблица 6 2. Химический состав магниевого сплава Легирующий эле- Содержание. % по месте Примеси Содержание, % по массе, не более А1 5—7 Fe 0,003 Zn 2—4 Си 0,004 Мп 0.02—0.5 Ni 0,001 Ti Не более 0,04 Si 0,04 Таблица 6.3. Химический состав алюминиевых сплавов Марка сплава Легирующие влзненты. % по массе no массе, нс более Zn Mg Sn Zr Добавка АП2 0.4—0,8 — — - 0.005—0,1 Ге — 0,1 АПЗ 4-6 — — 0,001—0.1 — Си — 0,01 АП4 4—6 0.5—1.0 0,05—0,1 - - Si —0,1 292
Таблица 6.4. Химический состав цинковых сплавов Марки сплава Легирующие элементы. % по массе Примеси. % по массе, не более А1 Mg Мп Т1 SI Fe Си РЬ ЦП1 0,4-0,6 — — — • 0,001 0,001 0,005 ЦП2 0,5—0,7 0,1-0,3 0,1—0,3 — — 0,004 0,001 0,005 цпз 0,2 0,6 — — 0,005— 0,1 0,005— 0,1 0,004 0,001 0.005 Таблица 6.5. Физико-химические свойства протекторных сплавин Марка сплава Теоретическая токоотдачи Q . КПП ч. % Потенциал —<р, В несть V'. влектрохвииче- скнй эквивалент Л. 1/Л-ч стацио- нарный РЧИЙ Mill 0,45 2200 65 1,3 1,2 1.8 АП2 0,34 2960 80 0.65 0.6 2.7 лпз 0,35 2880 85 0,82 0,7 АП4 0,35 2880 85 0,9 0,8 2.8 ЦП1 1,22 820 95 0,82 0,73 7,1 ЦП2 1,22 820 95 0,83 0,73 7,1 ЦПЗ 1,22 820 95 0,84 0,75 7,1 Таблица 66 Усредненные электрохимические характеристики протекторных сплавов в различных морских бассейнах Рабочий потенциал. —Ср, В Токоотдача. А-ч кг Овсепы к от- крытые моря Чюр? снес море Океаны и открытые ыо^'Ое Бкатий- Mill 1,2 1.15 0.95 1350 1400 1460 Al 12 0,6 0.5 0.45 2G00 2650 2700 АПЗ 0,7 0,6 0,55 2430 2480 2550 АП4 0,8 07 0,6 2400 2500 ’600 ЦП1, ЦП2, ЦПЗ 0,75 0,6’» 0,55 750 780 «00 293
Таблица 6.7. Классификация протекторов по размерам и областям применения Общий вид протекторов Тип протек- протек- за 3 Ss . к §1 sS Рекомендуе- мая область применения ж П-КОА-4 П-КОА-10 Алюми- ниевый сплав То же 230Х Х130Ч Х70 320Х X230Z Х70 4 10 Подводная часть сталь- ных корпу- сов судов П-КОМ-Ю Магние- сплан 400Х Х200\ Х100 10 малого во- доизмеще- г н> .' П-К Л А-15 Алюми- ниевый 420Х Х230Х Z70 15 Подводная часть сталь- ных корпу- сов судов / - - П-ККА-13 сплав 350Х Х230Х Х70 13 малого и среднего водоизме- щения D'®—Ф- L®L-253 ! 1 Г1 НЛМ-14 Магние- вый сплав 500Z Х200Х Х100 14 Подводная ная часть стальных корпусов судов мало- го, среднего н большого водоизме- щения 294
Продолжение табл 67 i Общий вад протекторов Тип протек-. протек- Рекомендуе- мая область тора за о Е W К_ П-НКМ6 П-НКМ-12 Магние- сплав 250Х Ъ 200Х Х100 250Х ХЗООч ..450 6 12 Подводная часть сталь- ных корпу- сов судов 3^ 4отв.1Ч5 П-НЛМ-63 1000Х Х300Х Х150 63 среднего и большого водоизме- щения Мм р 1 до!гя>|гст м-к П-РОМ-1 П-РОМ-3 П-РОМ-6 Магние- сплав 160Х xioox У 50 300Х X150Z Х50 500Х .<150 < 1 3 6 Подводная часть алю- миниевых и стальных а) Х50 корпусов, в том числе •М? П-РОА-5 П РОА-9 Алюми- ниевый сплав 300 < X I50X Х50 500.< 150Х Х50 5 9 судов на ПОДВОДНЫХ крыльях и воздушной подушке, а также су- дов, для которых по условиям эксплуата- ции необ- ходимо пе- риодиче- ское отклю- чение заци- ГМ ...J2 к» (УЖ1 П-РОМ-7 П-РОЛ-И Магнме- сплав Алюми- ниевый сплав 500Х У 180v :<50 500X XI80X Х50 7 295
Продолжение табл. 6.7 Общий вид протекторов Тип протек- Мате- риал протек- gS Рекомендуе- мая область = & ° ' ОаЗ »м Д'7. в '|<5 1) 1 f в| П-ПОЛ-15 П-ПОЛ-45 Алюми- ниевый сплав 600Х Х115Х <100 600 Х200--. У 170 15 45 Подводная часть сталь- ных и алю- миниевых корпусов судов, экс- плуатирую- щихся на стоянках, судов при достройке на плаву, j плавдоков, портовых плавкра- нов, тро- сов, раз- личных _плавсредсгв. ‘портовых и других со- оружений, постоянно или перио- дически эк- сплуати рующихся в морской воде, а так- же подвод- ная часть корпусов судов, дли которых не- целесооб- разно или недопусти- мо приме- нение ста- ционарных систем про- текторной зашиты П-ПОМ-4 П-ПОМ-Ю п-пом-зо П ПОМ-60 Магние- сплав 250Х Х115Х Х100 600.'’ XI15X у юо 600Х Х200Х Х170 600.< N270X ,<240 4 10 30 60 0-№0 .Ж*. ОД; 1п j si П-ПО А-10 П-ПОА-ЗО П-ПОА-60 Алюми- ниевый сплав 400Х X 100Х Х100 900 \ Х120Х Х120 900Х Х170Х Х170 10 30 60 L 1 \ П-КОАЗ П-КОА-5 Алюми- ниевый сплав 160Х XI00- Х80 230Z Х130Х Х90 5 Чисто бал- ластные танки, от- секи, цис- терны, кинг- стонные и
Продолжение табл. 6.7 Общий вид протекторов протектора протек- тора 2 3 3 и 01 «з S| Рекомендуе- мая область применения п-ком-м 200Х Х50Х Х50 1 П-КОЛ-3-1 Алюми- ниевый 200Х Х70Х 3 II II П-КОА-5-1 200Z Х90Х Х90 5 Ледовые ящики и другие емкости, а также раз- личные кор- пусные п-ком-з П-КОМ-6 Магние- вый сплав 200X Х100Х X100 200Z Х125Х Х125 3 6 П-КОА-1 П-КОА-8 100Х Х100Х Х70 230Х I 8 конструк- ции из ста- ли, постоян- но или пе- риодически П-КОА-12 Алюми- ниевый Х230Х Х70 230Х Z230X Х90 12 эксплуати- рующиеся в морской воде П-КОА-20 сплав 230Х 20 \230X У150 Прутковый протектор П-КПА-1 П-КПЛ-2 П-КПЛ-4 15 20 15 30 «Si 40 2 П-КОЦ-5 160'• Х140Х ' 60 5 п-коц-ю 160Х 10 X 170'-- ' 80 Балласти- руемые -=^ТГ П-КОЦ-15 Цинко- вый 160Х х1бох 15 цистерны и танки 4SSF П-КОЦ-18 сплав хюо боо.: ХЮО'-' Х60 18 нефтена- ливных и других судов п-коц-зб 500v х 130-- •'90 36 297
Продолжение г а б л. 6.7 Общий вид протекторов Тип протектора протек- 8 а и0, si s| £ а Рекомендуе- мая область применения П-НОЦ-5 160Х 5 Балласти- руемые с№р.-1Я19№ы( те, 11. вм П-НОЦ-Ю Цинко- вый сплав Х60 1бох 10 цистерны и танки нефтена- '170> Х80 ливных и Других судов Т а б л и ц а 6.8. Узлы крепления протекторов Тип Обозначения Назначение ' 1 2 3 П-КОА-1 П-КОА-4 П-КОА-8 П-КО А-10 П-КОА-12 П-КОА-20 П-КОЦ-5 п-коц-ю П-КОЦ-15 П-КОЦ-18 П-КОЦ-36 тектор; 2 — изоля- ционное покрытие; 3 — защи- щаемая конструк- ция (кор- пус судна) Коротко- замкнутые системы за- щиты с одн-: ночными протекто- рами. Под- водная часть стальных корпусов и внутренняя поверхность танков и цистерн 1 н г-н 2 СП -з1 П-КОА-1-1 П-КОА-3-1 П-КОА-3 II-KOA-5-1 П-КОА-5 п-ком-з П-КОМ-6 1 — про- тектор; 2 — изоля- ционное покрытие; 3 — защи- щаемая конструк- ция Коротко- замкнутые системы за- щиты с оди- ночными протекто- рами. Вну- тренняя поверхность стальных и алюминие- вых кон- струкций танков и цистерн 298
Продолжение табл. 6.8 Общий вид узла крепления протекторов Обозначения позиции Назначение / 2 3 , /L П-КЛА-15 П-ККА-13 1 — линей- ный про- тектор; 2 — конце- вой про- тектор; 3 — изоля- ционное покрытие; 4 — защи- щаемая конструк- ция Коротко- замкнутые системы с групповы- ми протек- торами. Подводная часть сталь- ных корпу- сов судов icrnoi JMII <rf^ine 4 Пк || ЗА! П-КПЛ-1 П-КПА-2 П-КПА-4 1 — прут- ковый про- тектор; 2 —изо- лирующая прокладка; 3 — держа- тель; 4 — кон- тактный сердечник; 5 — защи щаемая конструк- ция Коротко- замкнутые системы за- щиты с прутковы- ми протек- торами. Внутрен- няя поверх- ность кор- пусных кон- струкций- Локальная защита уз- ких поло- стей и кон- струкций сложной конфигура- ции 1 13 I K'TgT^I- р~ L «J' ‘ .-I J.; ё п-нлм-м П-НКМ-6 П-НЛМ-63 П-НКМ-12 1 — конце- вой про- тектор; 2 — линей- ный про- тектор; 3 — во- крытие; 4 — смазка; 5 — пру- жиннан шайба; 6 — сталь- ная шайба; 7 — рези- новая про- кладка; 8 — корпус судна; Коротко- замкнутые системы за- щиты с групповы- ми протек- торами Подводная часть сталь- ных корпу- сов кабо- тажных су- дов в морях с солено- стью воды пе более 'S %о
Продолжение табл 6.8 Общий вид узла крепления протекторов Обозначения позиции Назначение п-нлм-н П-НКМ-6 П-НЛМ-63 П-НКМ-12 9 — рези- новая шайба; 10 — гайка, 11 — шпилька; 12 — кол- пачок, 13 — дере- вянная пробка То же |-*£ЙЙр'"*| 7 two.e’tT П-НЛМ-14 П-НКМ-6 П-НЛМ-63 п-нкм 12 1 — конце- вой про- 2 — линей- ный про- тектор; 3 — покры- 4 — смазка; жннная шайба, 6 — сталь- ная шайба; новая шайба; 8 — рези- новая про- кладка; 9 — изоля- ционная втулка с катушкой сопроти- вления; 10 — гайка, 11 — шпильки, 12 — кол- пачок; 13 — дере- вянная пробка Неотклю- чаемые си- стемы за- щиты с групповы- ми протек- торами. Подводная часть стальных корпусов судов сред- него и боль- шого водо- измещения 300
Продолжение табл. 68 Общий вид узла крепления протекторов Обозначения позиции Назначение 43 2 t П-ИОЦ-5 1ЫЮЦ-Ю тектор; 2, 3 — изо- ляционное покрытие; ласпюе со- противле- 5 — герме тик; 6 — корпус судна Неотклю- чаемые си- стемы за- щиты с ОДИ- НОЧНЫМИ протектора- ми. Подвод- ная часть корпусов судов и впу- тренняя поверх- ность тап- ков и ци- стерн 1 : п 10 J * Mli П-РОМ-1. П-РОМ-3 П-РОМ-6 П-РОМ-7 П-РОА-5 П-РОА-9 П-РОА-11 1 — про- тектор; 2 — герме- тик; 3 — втулка; 4 — рези- новая прокладка; 5 — по- крытие; (> — втулка, 7 — саль- ник; 8 — изоляцион- ная шайба; 9 — защит- ный кол- пак; 10 — кабель; 11 — кор- пус судна Отключае- мые и регу- лируемые системы за- щиты с оди- ночными протекто- рами. Под- водная часть алю- миниевых и стальных корпусов судов Й1 112 1 Ж 1 f !' П-ПОМ-4 ППОМ-10 п-пом-зо п-пом-бо П-ПОА-Ю П-ПОА-15 П-ПОА-ЗО П-ПОА-45 П-НОА-60 1 — про- тектор; 2 — кон- тактно-кре- пежный стальной канат; 3 — зажим; жнмиая накладка; 5 — корпус судна Вспомога- тельные си- стемы защи- ты с одиноч- ными под- весными протекто- рами. Под- водная часть кор- пусов су- дов, стацио- нарных со- оружений и конструк- ций 301
Таблица 6.9. Последовательность операций монтажа протекторов (указана цифрами) Операция Протекторы Коротко- замкнутые Неотклю- чаемые 1 fe sal p ОЁ i u 1 c Я * g« ён ев 1 = Eg о“ х& к И и и ЗБ I* h oS Разметка мест установки: протекторов шпилек подвесок ввода контактных стерж- защитных колпаков Сверлекие отверстий ввода контактных стержней Окраска установочных мест Приварка (клепка): арматуры шпилек подвесок сальников вводов приварышей и защитных колпаков- Зачистка и окраска сварных швов и выступающих ча- стей арматуры Соединение контактного стержня с канатом и его закрепление Монтаж: резиновых прокладок протекторов катушек сопротивления контактных пружинных шайб и гаек защитных колпачков со смазкой деревянных пробок хомутов подвесок Приварка стальвого сердеч- ника к подвеске Измерение сопротивления ме- жду протекторами и кор- пусом Заделка монтажных отвер- стий Испытание на непроницае- мость смонтированных уз- 1 2 3 4 2 5 3 4 6 7 8 9 10 П 12 -III II ««1111 * 1 Illi 1 Illi II i 2 5 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 6 10 5 7 8 9 11 12 13 14 15 i 2 5 3 6 7 8 9 1 2 6 3 4 5 302
Таблица 6.10. Фнзнко-механические характеристики материала анодных основ СТЭТ-1 Характеристика В исходной После пребывания в шорское воде в течение состоянии одного года 1Б лет Предел прочности при растяжении, МПа Предел прочности при изгибе, МПа Предел прочности при сжатии, МПа Водопотлощение, % 784 833 539 735 725 470 0,38 642 388 Таблица 6.11. Характеристики стационарных анодных узлов Тип Наименование Рабочей поверхности анода, мм, длина X X ширина Располо- рабочей поверхности сальный Масса, АУ-1 Анод удлиненный 440X10 Утоплена в основу на 12 мм 24 8,7 АУ-2 46ОХ 10 Утоплена в основу на 20 мм 25 7,9 АУ-3 • • 490X10 Заподли- цо с основой 27 8,2 АП Анод протяженный 1350Х10 Утоплепа в основу на 20 мм 63 27,0 АКК Анодный комплект корпусный 490X10 То же 27 66,6 Таблица 6.12. Характеристики окслоаноднях экранов из стеклопластика холодного отверждения Тип Наимено- Размеры, Масса, Способ установка на корпусе судна Типы анодных узлов, с которыми применяется экран эк-спх эл-спх Экран корпусный Экран на стальном листе 2570Х Х1870Х ХЗ 3270Х Х2570Х Х5 2570Х Х1870Х Х8 21 77 268 Нафор- мовка То же Призарка АУ-1, АУ-2, АУ-3 АП АУ-1 303
Таблица 6.13. Характеристики подвесных ферросилидовых анодных узлов Тип Размеры, мн Масса. Ток, А, при электропро- водности НОДЫ 1 См/м 1< ВЫХОДНОМ напряжения источника литания, В притоке 10 А, годы «иода м 14 Два- Дли- Диа- метр Дли- на ано- да ферро- дового 12 24 АФП-1 150 248 150 150 19,4 19,0 6.7 14,5 5 АФП-2 100 298 100 200 11,9 11,5 6,7 14,5 3 АФП-3 70 598 70 ЬОО 14,Ь 14,1 9,0 21 4 Таблица 6.14. Характеристики статических преобразователей для катодной защиты типов ПАК и ТПС Характеристика СЕ S Й с ь о С Номинальная выходная мощность, кВт 3 5 1.5 5 Номинвльное выпрямленное напря- жение, В 24 24 24 24 Номинальный ток нагрузки, А 125 208 63 200 Максимальная мощность, потребляе- мая от сети, кВ 4,2 7 2.5 7.5 КПД в номинальном режиме, %, не менее 80 80 75 80 Номинальное напряжение питаю- щей сети, В 220 (ПАК-1) 380 (ПАК-2) 220 (ПАК-1) 380 (ПАК-2) 380 380 Число фаз 3 3 Выходное напряжение при переклю- чении выводов трансформатора, В 6, 12, 18, 24 6, 12. 18, 24 12. 24 6, 12, 18. 24 Точность поддержания защитного потенциала в автоматическом ре- жиме работы, кВ 0—50 0—50 ±50 ±50 Пределы изменения защитного по- тенциала, мВ '>1Х)-1500 500 1500 300-1500 300—1500 Пределы изменения заданного огра- ничительного потенциала, мВ — — 1000— 1500 — Диапазон изменения выходного тока во всех режимах работы, А Допустимое отклонение ограничи- тельного потенциала от заданного значения, при котором происхо- дит откаюченне преобразователя, мВ 10-125 20—208 3—63 ±50 10—200 304
Продолжение табл, 6.14 Характеристика is SS ££ СЕ i с ь о R ь Условия термальной работы: температура окружающего воз- духа, dC влажность, не более, % Статические отклонения напряже- ния сети, не более, % Статические отклонения частоты сети, не более, % Габаритные размеры, мм Масса, к!' От —10 до 40 98 ±10 ±5 692Х Х486Х К1230 190 От —10 до 40 98 ±10 ±5 692Х Х486Х Х1230 220 От -40 до 50 98 ±5 От 2 До 4 620Х Х500Х Х1040 165 От —40 до 50 98 ±5 От 2 До 4 620Х Х500Х Х1200 280 Таблица 6 15. Установочные размеры стационарных электродов сравнения Тик ваектрола Размеры мы Л | Л d. Л Л. Л» ЭСХП-СС (см. рис. 6.14, с) 75 107 140 17 36 ПО 6 ЭСХП-СА (см. рис. 6.14, в) 64 90 120 8,5 9 100 8 ЭСБС-СС (см. рис. 6.14, б) 75 107 140 17 36 123 6 ЭСБС-СА (см. рис. 6.14, б) 64 90 120 8.5 9 96 8 Таблица 6.16. Формулы для расчета распределения потенциала при электрохимической защите корпусов судов Тип электроде, расположенного на лодоодпой части корпуса Формула Стационарный анод с око- лоанодным аяраном Д«р(г) = Стационарный протектор наи протекторная группа Д<р (г) = Г >1/2 305
Продолжение табл. 6-16 Тип электрода, расположенного из подводной части корпуса Примечание Подвесной анод или про- тектор 0 Дф (г) — сдвиг потенциала корпуса от стационарного значения, В; г — рас- стояние от центра анода (протектора) до точка наблюдения по обацду корпуса, м; /—ток анода (протектора). A; feD [ 1'20/РУ [. k, [2 Vr/py], kt [VSd/pv] — функции КесселяХот мнимого аргумента соответствующего порядка; р — удель- ное поверхностное сопротивление лакокрасочного покрытия корпуса. Ом- м-; V — удельная электропроводность морской воды. Сч/м; к (О) — коэффициент, учитывающий влвянка размеров подводной части корпуса судна, выраженных через его водоизмещение D, I/ы (см. рис. 6.16); <f — диаметр экрана, м; < — длина протектора или протекторной группы, u:h — глубина эавееки анода (протектора) паже киля, м; Jo (рг) — функция Бесселя нулевого порядка; Еа tr/fffL No (г/р? Г— функции соответственно Ломеля—Вебера и Неймана нулевого порядка; р — параметр интегрирования} Таблица 6.17. Формулы для расчета силы тока анодных узлов и протекторов влен- трода Расчетами форнула Примечания Анод- узел Протек- тор (протек- торная группа) 0,95а — №а — фн) R 41 1 R = 1п -у I (лу() —для стационар- ного анодного узла с полосовым анодом; = 1/(4уг) — для стационарного ияодного уала с дисковым анодом; 21 / /? = In I (2яу() — для подвесно- го цилиндрического анодного уала £—Дфа 7? + Яб — для стапионарвого призматическо- го протектора (протекторной группы) —для стационарного полуцилиндри- ческого протектора (протекторной группы) I — сила тока анодного узла (протектора). А; и — выход- ное напряжение источника питания катодной защиты В; 0,95 — коэффициент, учитывающий падение на- пряжения на внутренней цели анодных узлов (на кабеле, шунтах, предохра- нителях); фа — Фк — Раз- ность потенциалов анода и корпуса в рабочем состоя- ния, составляющая для пла- тиновых анодов 2,5 В; для ферросвлндовых анодов 2,7 В; 7? — сопротивление растекания анодных уалов (протекторов). Ом; 1, b — длина н ширина полосового анода, м; г — радиус ди- скового анода, м; у"— удель- ная электропроводность мор- ской воды, См/м; d — диа- метр. поперечного сечения 306
Продолжение табл. 6.17 элек- трода Расчетная формула Примечания . 2L ln-j- — для подвесного ци- линдрического протектора _ 0,8GAft ' I 8760 подвесного цилиндрическо- го анода (протектора) и полуцвлиндрвческого ста- ционарного протектора, м; £ — электродвижущая сила пары протектор—корпус, равная разности рабочего потенциала протектора и стационарного потенциала корпуса, В; Д<рв — мини- мальный защитный сдвиг потенциала корпуса. В; £о — балластное сопроти- вление в цепи протектора (для ксроткозамкнутнх про- текторов 7?6 = 0], Ом; L — длина протектора (протек- торной группы), м; В, Н — ширина и толщина призма- тического протектора, м; р — удельное поверхност- ное сопротивление лакокра- сочного покрытия корпуса, Ом-м2; Ь{Н/В), fa(L/B), fa (р?/£) — поправочные ко- эффициенты (см. рис. 6.17); Т — срок службы протек- торов. год; 0,8 — коэффи- циент, учитывающий заме- ну протекторов при износе на 80%; G— масса про- тектора (протекторной груп- пы), кг; А теоретиче- ская токоотдача протектор- ного сплаза, А-ч/кг (см. табл. 6.6); h — коэффициент полезного использования протекторного сплава (см. табл. 6£) Ж
Таблица 6 18 Характеристики систем катодной защиты типа «Луга-1» Анодные узлы Количество электродов сравнения на корпус судна, шт. Количество источников питания мощностью б кВт (преобразова- теля твпв ПАК или ТПС). Водоизмещение судна, т Тви Количество на один борт корпуса судив, шт. 1 000—3 000 3 2 1 3 000—5 000 4 2 ! 5 000—8 000 5 4 2 8 000—11 000 6 4 2 11 000—14 000 7 4 2 14 000—17 000 8 4 2 17 000—22 000 9 6 3 22 000—27 000 АУ-1; 10 6 3 27 000—32 000 АУ-2; И 6 3 32000—39000 АКК 12 6 3 39000—46000 13 8 4 46 000—53 000 14 8 4 53000—60 000 15 8 4 60 000—70 000 7 10 5 70 000—80 000 8 12 6 80 000—90 000 9 12 6 90 000—110 000 АП 10 14 7 110 000—130 000 11 16 8 130 000—150 000 12 16 8 150 000—180 000 13 18 9 308
Таблица 6.19 Характеристики систем катодной зашиты типа «Луга-2» Водоизмещение судна, т Количество анодных узлов типа АП на один борт корпус», судна, шт. Количество источников питания на корпус судна. алектродов сравнения ив корпус судна, шт. 1 000-1 500 4 4 2 1 500-2 000 5 4 2 2 000—3 000 6 4 2 3 000—4 000 7 4 2 4 000—5000 8 4 2 5 000—6 000 9 6 3 6 000—7 000 10 6 3 7 000—8 000 11 6 3 8 000—10 000 12 6 3 10 000—12000 13 6 3 12 000—14 000 14 8 4 14 000—16 000 15 8 4 16000—18 000 16 8 4 18 000—20 000 17 8 4 Таблица 6.20. Состав герметизирующего состава, используемого при монтаже анодных узлов и отключаемых протекторов Компонент Количество компонентов, г, при температуре окружающего воздуха 10 °C и выше от —10 до ю °C Монтаж анодных узлов Заполнение монтажных отверстий анодных узлов и отключаемых протекторов Молтаж анодных Заполнение монтажных отверстий анодных узлов и отключаемых протекторов Эпоксцдные модифици- рованные смолы мар- ки К-153 или К-153с Молотый кварц Полиэтиленполиамни Отвердитель АФ-2 100 150—200 12 100 300 и более 12 100 150—200 30 100 300 и более 30 309
Таблица 6.21. Типоразмеры протекторных групп с протекторами из алюминиевых сплавов для защиты подводной части стальных судов неограниченного района плавания Обозначение протекторной группы ила тип протектора Состав протекторной группы Масса. Размеры, мм службы, год. не менее Водоизмещение судна, т Линейный протектор Концевой протектор Тип Коли- чество, шт. Тип честно, П-КОА-4 - - — — 4 250150x40 1,5 До 100 П-КО А-10 - - - 10 400X200X50 1,5 100—1 000 A-III - - П-ККА-13 2 26 1000X200X50 3,5 1 000—3 000 A-I П-КЛА-15 4 П-ККА-13 2 86 3000X200X50 4 3 000—30 000 А-П П-КЛА-15 8 П-ККА-13 2 146 5000 X 200 X 60 4 30 000—50 000 Примечание. Арматура протекторов ^крепится к корпусу судна на сварке. Таблица 6.22.1 Типоразмеры протекторных групп, включающих протекторы;» магниевого сплава с балластными сопротивлениями для ващиты подводной части стальных судов неограниченного района плавания Условное обозначение протектор- ной группы Состав протекторной группы Масса протек- торной группы. Размеры протектор- ной группы, Величина сум- марного балласт- ного сопроти- вления,кОм службы, годл не менее Водоизмеще- ние судка, Линейный протектор Концевой протектор Тип личе Тип лвчё- Дли- Радиус попереч- ного сечения Линей- ный про- тектор Конце- вой про- тектор M-J - - П-НКМ-6 2 12 500 100 - 1.0 2.5 Ло 1 000 М-П П-НЛМ-14 1 П-НКМ-6 2 26 1000 100 0,5 1.0 2,5 1 000—3 000 М-П] П-НЛМ-14 3 П-НКМ-6 2 54 2000 100 0,6 1,0 2,5 3 000—20 000 M-IV П-НЛМ-14 ю П-НКМ-6 2 152 5500 100 0,5 1,0 2,5 20 000—30 000 M-V П-НЛМ-63 5 П-НКМ-12 2 339 5500 150 0,125 0,5 4,0 30 000—50 000 M-VI П-НЛМ-63 1 П-НКМ-12 2 87 1500 160 0,125 0,5 4,0 30 000—50 000 (для кормового подзора) Примечание. Протекторы крепится к корпусу судна на шпильках..
Таблица 6.23, Типоразмеры протекторных групп с короткозамкнутыми протекторами из магниевого сплава для ващиты подводной части стальных судов внутреннего плавания Способ крепления протекторов Условное обозяа- протек- торной группы Состав протекторной группы 1 р 8& Размеры протекторной группы, мм Срси службы, год, не менее Водоизмещение судна, т Линейный протектор Концевой протектор I ь || й s J IsS g S g й О Й S и в || Тип личе- Тип Ко-. СТВО, шт. Приварка арма- туры На шпильках (короткозамк- нутые) То же M-IK М-Пк M-IIIk П-НЛМ-14 П-НЛМ-14 3 п-КОМ-10 П-НКМ-6 П-НКМ-6 2 2 10 26 54 400 1000 2000 100 100 100 3,5 5 2 2,5 3,5 1,5 2 До 600 600—3 000 3 000-10 000 Таблица 6.26. Тип протекторов и их срок службы в системах протекторнай защиты судов с корпусами из алюминиевых сплавов Таблица 6.24. Номинальные сопротивления катушек и их количество на один протектор из магниевого сплава протектора Сопротив- ление ка- тушки, катушки сопротне- ления Количест- во кату- шек сопро- тивления на один протектор. П-НЛМ-14 П-НКМ-6 П-НЛМ-63 П-НКМ-12 1 1 0,5 0,5 кек- кек- кск-с КСК-С ,0 ,0 ,5 ,5 2 1 4 Тип про- тектора Для сплавов системы Al-Mg Для сплавов системы Al-Zn-Mn Водоиз- мещение судна, т Ток протектора, А при . V — 0,76 См/м Срок службы протек- тора, годы Ток протектора, А ПРИ V = 0,76 См/м Срок службы протек- торе, годы П-РОМ-1 П-РОМ-3 П-РОМ-6 П-РОМ-7 0,15 0,25 0,35 0,4 0,3 1,5 2 2 0,12 0,2 0,25 0,3 1,8 3 3 До 10 » 60 Свыше 60 » 60 Таблица 7.1. Контактная коррозия сочетаний металлов в морской воде и морской атмосфере
Продолжение табл. 7.1 Мет ходящи. контакте. ^рассматриваемым металлом Рассматриваемые материал as is о| а" н Л! в л "В ой 1 а 2,3 “ я ь ii S5 S* 3® ai xs fe Хромистая сталь (16—19 % СТ) fe h !" ха 3 1 ей 5z £1 <6 1 i в 5 'О о =s d il 1 1 it ИЗ О в Ss h. |ё 12-14 % Сг м 3 3 3 3 3 К к К к к к к к 3 p 3 3 3 3 3 — 0 К К к к к к 0 3 в 3 3 3 3 3 — 0 0 0 0 0 0 0 0 3 16-18% Сг м 3 3 3 3 3 3 к к к к к к 0 3 р 3 3 3 3 3 3 — к к к к к к 0 3 в 3 3 3 3 3 3 — 0 0 0 0 0 0 0 3 25—30 % Сг м 3 3 3 3 3 3 3 3 3 к к к 0 3 р 3 3 3 3 3 3 3 0 3 0 0 0 0 3 в 3 3 3 3 3 3 3 — 0 0 0 0 0 0 3 Аустенитные стали м 3 3 3 3 3 3 3 к 3 к к к 0 3 Cr—Ni, Сг—Ni— р 3 3 3 3 3 3 3 0 3 0 0 0 0 3 Mo в 3 3 3 3 3 3 3 0 — 3 0 0 0 0 3 Латуни: морская м 3 3 3 3 3 к к к к — к к к к 3 р 3 3 3 3 3 0 0 0 0 —. 0 0 0 0 3 в 3 3 3 3 3 0 0 0 0 — 0 0 0 0 3 обычная м 3 3 3 3 3 0 к к к 3 к к к 3 р 3 3 3 3 3 0 0 0 0 3 — 0 0 0 3 в 3 3 3 3 3 0 0 0 0 0 — 0 0 0 3
Таблица 7.2, Основные свойства и предпочтительные области применения судостроительных металлов и сплавов Материал Положительные свойства Отрицательные свойства Предпочтительные области прнменевия Углероди- стые и низколеги- рованные стали Относительно высокие проч- ностные характеристики; относительно высокая тех- нологичность обработки. Отсутствие склонности к щелевой коррозии, невысо- кая стоимость, яедефицит- ность Недостаточная коррозионная стойкость в морской воде и морской атмосфере. Склонность к язвенной и кон- тактной коррозии, к водо- родному охрупчиванию (для высокопрочных сталей), к коррозионному растре- скиванию и коррозионной усталости. Отсутствие пас- сивного состояния в мор- ской воде и морской атмо- сфере, большое илияние на интенсивность коррозии скорости потока морской воды Конструкции, имеющие доступ для приме- нения и возобновлении средств противо- коррозионной защиты (наружная обшивка корпуса, грузовые и балластные танки, трюмы, коффердамы, внутренние помеще- ния, нздстройки, пллубы и т. и.). Конструкции, находящиеся в умеренно агрес- сивной коррозионной среде, где можно ие применить или не восстанавливать сред- ства противокоррозионной защиты, но да- вать небольшой припуск на коррозионный износ (труднодоступные места корпусных конструкций, поверхности под изоляцией, внутренние полости направляющих насадок гребных винтов и перьев рулей, внутрен- няя поверхность трубопроводов н т.п, Коррози- онно-стой- кие стали Устойчивое пассивное состоя- ние в атмосфере, пресной воде, топливах, тузлуке; пассивное состояние в мор- ской воде при повышенном притоке кислорода, Отно- сительно высокие прочност- вые характеристики Склонность к язвенной и ще- левой коррозии в морской воде (при ограниченном до- ступе кислорода), к меж- кристаллитной коррозии. Интенсивная коррозий уг- леродистых и низколегиро- ванных сталей в контакте с коррозионно-стойкими сталими. Сравнительно вы- сокая стоимость, дефицит- ность Конструкции, где недопустима коррозия и отсутствует возможность применения на- дежных средств противокоррозионной за- щиты (трущиеся поверхности баллеров, перьев рулей, рулевых машин; детали су- довых насосов и арматуры, ряд судовых механизмов и приборов). Ответственные конструкции, эксплуатирующиеся в бы- стром потоке морской воды (крыльевые устройства, гребные винты, внутренняя по- верхность направляющих насадок, лопатки крыльчатых движителей). Конструкции, где недопустимо загрязнение продуктами кор- розии (емкости и системы масла, топлива, дистиллята; цистерны питьевой воды; про- Медь и медные сплавы Алюминие- вые сплавы Широкий диапазон изменения прочностных, технологиче- ских характеристик и кор- розионной стойкости Jb за- висимости от состава спла- ва. Высокая коррозионная стойкость в морской воде и морской атмосфере боль- шинства сплавов. Высокая коррозионная стойкость в потока морской воды (мед- яо-никелевые сплавы с вы- соким содержанием никеля; марганцовистая, алюминие- вая, фосфористая бронзы), Относительно высокая кор- розионно-усталостная проч- ность. Высокая стойкость к обрастанию, к щелевой коррозии. Высокая техно- логичность, хорошие литье- вые качества Сравнительно высокая кор- розионная стойкость в мор- ской воде и морской атмо- сфере. Сравнительно высо- кая коррозионная стойкость сварных соединений, Невы- сокая удельная масса. Вы- сокая технологичность об- работки. Невысокая стои- мость, недефицитность Низкая коррозионная стой- кость в потоке морской воды (медь, латуни, крем- нистая бронза). Склонность к избирательной коррозия (обесцинкование, обезалю- миниевание) для сплавов, со- держащих более 15 % цин- ка и более 9 % алюминия. Сравнительно высокая стои- мость, дефицитность Склонность к контактной коррозии в контакте с боль- шинством металлов; к ще- левой коррозии; к межкри- сталлитной коррозии и кор- розионному расслаиванию; к коррозионному растре- скиванию при нарушении режимов термообработки. Интенсивная коррозия при подщелачивании среды (в том числе при электрохи- мической переэащпте). Сни- жение коррозионной СТОЙ- КОСТИ в морском потоке довольственные емкости и помещения и т. п.) Конструкции и изделия, эксплуатирующиеся в потоке морской воды (гребные винты, судовые трубопроводы и арматура в си- стемах забортной воды). Изделия и детали, требующие сочетания коррозионной стой- кости с хорошими антифрикционными свой- ствами (облицовки гребных валов, детали дейдвудных устройств, детали резинометал- лических подшипников и т. п.) t Облегченные конструкции небольших судов, имеющие доступ для применения и возоб- новления средств противокоррозионной за- щиты (наружная обшивка корпуса, вну- тренние конструкции и набор, надстройки, палубы и др.). Облегченные изделия и детали на судах со стальными корпусами (надстройки, трапы)
Таблица 7.3. Классификация типовых комплексных методов защиты от коррозии по ОСТ 5.9761—79 Наимено- вание конструкции Ограни- чения другие условия Метод защиты от коррозии Нормативный документ Гребвыс винты: из медных сплавов и сталей из стали 25Л из медных сплавов и сталей из любых металлом и сплавов Гребные валы: из углеро- дистых и низколеги- рованных сталей Суда нслсдо- кого плава- ния То же Суда ледо- вого плава- ния и ледо- колы Суда иеогра- ничен- района плава- ВФШ и ВРШ судов неогра- ничеи- района плава- ния 1. Электрохимическая защита (протекторная или катодная), установленная на подводной части корпуса Гребной винт электрически зам- ниут на корпус с помощью контактно-щеточного устрой- ства (КЩУ) 2. Протектирующие элементы на ступице винта или обтекателе 3. Гальванические покрытия хи- мическим никелем, сплавами Ni—Fe и др. 4. Протектирование корпусом судна вли ступицей гребного винта путем влектрического соединения гребного винта и корпуса судна с помощью КЩУ 5. Возможен вариант I 6. Применимы варианты 1 и 2 7. Возможны полимерные, ме- таллические неорганические, изотермические и комбини- рованные покрытия (самостоя- тельно и в сочетании с элек- трохимической защитой) 8. Упрочнение (пластическое де- формирование обкаткой) участ- ков вала, подверженных кор- розии. Гидроизоляция (от мор- ской воды) поверхности вала по конструктивно-технологи- ческим методам — заполнение полости смазкой, применение бронзовых облицовок, уплот- нений. Нанесение стеклопластиково- го покрытия между облицов- ками и в районе фланца (для ВРШ). Окрашивание стекло- пластика противокоррозион- ными и противообрастающими эмалями. Окрашивание вну- тренней поверхности ВРШ грунтовками ОСТ 5.9149—83, ОСТ 5.9042—80, ОСТ 5.3089—76 ОСТ 5.9048—85 ОСТ 5.9049—78 ОСТ 5.9258—77 318
Продолжение табл. 7.3 Ограни- Метод защиты от коррозии вавке конструкции другие условия документ иэ^ корро- зионно- стойких сталей Суда с динами- ческими принци- пами поддер- жания 9. Упрочнение кормовой шейки и конуса вала. Гидроизоля- ция, исключающая застои мор- ской воды в валопроводе, по конструктивно-технологиче- ским меюдам. Окрашивание противокоррозионными и про- тивообрастающими эмалями Электрохимическая защита, установленная на подводной части корпуса, электрически замкнутого на вал с помощью ОСТ 5.9049—78 ОСТ 5.9042—80, ОСТ 5.3089—76 Окрашивание противокорро- зионными эмалями участков ОСТ 5.9258—77 Перья рулей, кронштей- ны греб- вых валов Суда неогра- ничен- ного района плава- ния 10. Окрашивание противокорро- зионными и противообраста- ющими эмалими вли нане- сение металлизациоппо-лако- красочных (полимерных) по- крытий. Электрохимическая защита, установленная на подводной части корпуса пу- тем замынаная рулей на иор- пус судна, пли непосред- ственно на перьях рулей ОСТ 5.9761—79 ОСТ 5.9042—78. ОСТ 5 9149—83 Направля- ющие насадки 11. Изготовление внутренней об- шивки вли поаса в зоне дей- ствия гребного винта из кор- розионно-стойких сталей или двухслойной стали. Окраши- вание (наружной обшивки) противокоррозионными и про- тивообрастающими эмалями вли нанесение металлизаци- оияо-лакокрасочных (поли- мервых) покрытий. Электро- химическая защита, устано- вленная на подводной части корпуса, путем замыкания насадки па корпус судна, или непосредственно па на- садке ОСТ 5.9761—79 319
Таблица 7.5, Некоторые способы предотвращения контактной коррозии сопряжений конструкций из разнородных металлов Сопрягаемые конструкции Условия эксплуатации Способы защиты Наименование Материал Способ соединения Надстройка и комингс палубы или внутрен- ние переборки и ко- мингс То же Корпус и крыльевые устройства Кормовой поцзор и гребной винт Подводная часть кор- пуса и гребные валы Алюминиевые сплавы. Углеродистые и низ- колегированные ста- ли То же Алюминиевые сплавы. Коррозионно-стойкие стали Углеродистые и низко- легированные стали, алюминиевые сплавы. Медные сплавы и стали Алюминиевые сплавы Кор розионно-стой кие сплавы Клепка Сварка через биметалл Болтовой Через гребной вал То же Через двигатель Влажный воздух и пе- риодическое обрыз- гивание водой, дей- ствие воды в узких зазорах То же Действие спокойной и движущейся морской воды, действие воды в узких зазорах Действие спокойной и движущейся морской воды То же Окраска сопрягаемых конструк- ций. Уплотнение клепаного шва Окраска Сопрягаемых конструк- ций. Усиленная окраска свар- ного шва Электрическое разъединение с уп- лотнением болтового соедине- ния. Окраска корпуса и крылье- вых устройств. Протекторная защита на корпусе и крылье- вых устройствах или окраска корпуса и крыльевых устройств. Общая протекторная защита Уплотнение болтового соедине- нии Окраска подводной части кор- пуса. Электрохимическая за- щита подводной части корпуса. Установка контактно-щеточного устройства Окраска подводной части кор- пуса. Электрохимическая за- щита подводной части корпуса
g Продолжение табл. 7.5 Сопрягаемые конструкция Условия эксплуатации Способы защиты Наименование Материал Спо.об соединения Подводная часть кор- пуса и детали кор- пуса (стулья, стака- ны, наварыши п др.), донно-бортовия арма- тура Подводная часть кор- пуса и детали кор- пуса (стулья, стака- ны, наварыши и т. д ), донно-борто- вая арматура Наружная и внутрен- няя обшивка напра- вляющей пасидки Трубопроводы морской воды и детали арма- туры и оборудования Крепежные детали и детали оборудования, аппаратуры, изоля- ции и т. п. Углеродистые и низко- легированные ствл и, медные сплавы Алюминиевые сплавы Медные сплавы Углеродистые и низко- легированные стали, кор р озионно-стойкие стали Сталь, медные сплавы Сталь Алюминиевые сплавы, медные спла- вы, коррозионно- стойкая сталь Болтовой » Сварка Фланцевые соединения Клепаное и болтовое соединения Действие спокойной и движущейся морской воды То же > Действие движущейся холодной или горя- чей морской воды Действие влажной ат- мосферы, брызг мор- ской воды, конденса- ция влаги Окраска подводной части кор- пуса. Электрохимическая за- щита Окраска подводной части кор- пусе. Электрохимическая за- щита подводной части кор- пуса. Электроизоляция дета- лей корпуса и доппобортовой арматуры от корпуса Окраска насадки, электрохими- ческая защита Протекторная защита или при- менение диэлектрических эле- ментов в местах контакта раз- нородных металлов Гальванические покрытия Ок- раска. Уплотнение зазоров
Таблица 7,8. Допустимый односторонний коррозионный износ Ид элементов корпусных конструкций нефтеналивных судов, мм/год, при Ь С 0,2 В* Элементы корпускых кон- струкций отдельных районов при толщин листа настила обшиэхи или набора мм цистерн 4 G 10 12 14 16 18 20 Танки чискя'и балла- Пастил палубы, ширстрск 0,03 0,065 0,1 0,135 0,17 0,204 0,24 0,274 0,31 ста, грузовые, груво- балластные танки и Обшивки борт?, листы продольных переборок 0 0,03 0,065 0,1 0,135 0,17 0,205 0,24 0,275 бортовые балластные цистерны Настил второго дна, переборки коф- фердамов 0,035 0,052 0,07 0,088 0,105 0,122 0,14 0,157 0,175 Обшивка днища, свулсвой пояс 0,02 0,05 0,09 0,125 0,16 0,195 0,23 0,265 0,3 Продольный набор — подпал убпый, днищевой, бортовой и переборок 0.035 0.045 0,06 0,075 0,09 0,105 0,12 0,135 0,15 Балластные цистерны Настил второго дна с набором 0,035 0,052 0,07 0,088 0,105 0,122 0,14 0,157 0,175 двойного дна Обшнака днища, скуловой пояс 0,02 0,05 0,09 0,125 0,16 0,195 0,23 0,265 0,3 Вертикальный киль, стрингеры, флоры 0,025 0,038 0,05 0,062 0,075 0,088 0,1 0,113 0,125 ’ b — ширина litwiui, Продольные днищевые балки В — ширина судна 0,035 0,045 0,06 0,075 0,09 0,105 0,12 0,135 0,15 Табл м-ца 7.9. Допустимый односторонний коррозионный износ Ид элементов корпусных конструкций нефтеналивных судов, мм/год, при &>0,2£* Наименование цистерн Элементы корпусных конструкций отдельных райокоэ у при толщине листа настила или набора, мм 8 10 12 14 10 18 20 £ 80 м Танки чистого балласта, гр у- Настил верхней палубы, ширстрск 0,096 0,13 0,165 0,2 0,232 0,266 0,3 вовне, грузобалластиые Обшивка борта 0,045 0,075 0,105 0,135 0,165 0,195 0,225 танки и бортовые балласт- Обшивка днища, скуловой пояс 0,086 0,12 0,155 0,19 0,222 0,256 0,29 ныс цистерны Листы продольных переборок 0,036 0,07 0,105 0,138 0.172 0,206 0,24 Настил второго дна, переборки коффер- 0,07 0,088 0.105 0.122 0.14 0.157 0,175 дамов Набор — подпалубный, днищевой и бор- товой 0,06 0,075 0,09 0,105 0,12 0.135 0,15 Балластные цистерны двой- Настил второго дна с набором 0,07 0,088 0,105 0,122 0,14 0,157 0,175 кого дна Обшивка днища, скуловой пояс 0,086 0,12 0,155 0,19 0,222 0,256 0,290 Вертикальный киль, стрингеры, флоры 0,05 0,062 0,075 0,088 0,1 0,113 0,125 Продольные днищевые балки 0,05 0,075 0,09 0,105 0,12 0,135 0,15 80 м< LSI 140 м Танки чистою балласта, гру- Настил верхней палубы, ширстрск 0,072 0.1 0,128 0,156 0,184 0,213 0,24 зовые, грузобалластиые тан- Обшивка борта 0,045 0,075 0,105 0,135 0,165 0,195 0,225 ки и бортовые балластные Листы продельных переборок 0,012 0,04 0,068 0,096 0,124 0,153 0,18 цистерны Настил второго дна, переборки кофферда- 0,07 0,088 0,105 0,122 0,14 0,157 0,175 Обшивка днища, скуловой пояс 0,062 0,09 0,118 0,146 0,174 0,203 0,13 Набор — подпалубный, днищевой и бор- 0,06 0,075 0,09 0,105 0,12 0,135 0,15 ТОБОЙ
Продолжение табл. 7.9 Наименование цистерн Элементы корпусных конструкций отдельных районов Уд при толщине листа настила или набора, мм 8 10 12 14 16 18 20 Балластные цистерны двой- Настил второго дна с набором 0,07 0,062 0,088 0,105 0,122 0,140 0,157 0,175 кого дна Обшивка днища, скуловой пояс 0,09 0,118 0,146 0,088 0,174 0,203 0,13 Вертикальный киль, стрингеры, флоры 0.05 0,062 0,075 0,1 0,113 0,125 Продольные днищевые балки 1. > 140 м 0,06 0,075 0,09 0,105 0,12 0,135 0,15 Тапки чистого балласта, гру- Настил верхней палубы, пгирстрек 0,024 0,04 0,056 0,072 0,088 0,1(14 0,12 зовые, груаобалластныс тан- Обшивка борта 0.045 0,075 0.10.Ч 0,13.5 0,165 0.195 0,225 к и и бортовые балластные Листы продольных переборок 0.03 0,04 0,048 0,056 0,064 0,072 0,08 цистерны Настил второго дна, переборки коффер- дамов 0,07 0,088 0,105 0,122 0,14 0,157 0.175 Обшивка днища, скуловой пояс 0,014 0,03 0,046 0,062 0,078 0,094 0,11 Набор — подпалубный, днищевой, бортовой и переборок 0,06 0,075 0,09 0,105 0,12 0.135 0.15 Балластные цистерны двой* Настил второго дна с набором 0,07 0,088 0,105 0,122 0,14 0,157 0,175 кого дна Обшивка днища, скуловой пояс 0,114 0,03 0,046 0,062 0,078 0,094 0,11 Вертикальный киль, стрингеры, флоры 0,05 0,062 0,075 0,088 0,1 0,113 0.125 • Ь ~ ширина отсека, Й — ш Продольные днищевые балки арина судна. 0.06 0,075 0,09 0,105 0,12 0,135 0,15 Таблица 7.10. Допустимый односторонний коррозионный износ Уи элементов корпусных конструкций сухогрузных и рыбопромысловых судов, мм/год, при b <0,2й* Наимекопаиие цистерн Элементы корпусных конструкций отдельных районов Уд при толщине листа настила или набора, мм 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Бортовые балласт- ные цистерны Настил верхней расчетной палубы, ширстрек Продольный подпалубный набор — кар- лингсы и бвлки Обшивка борта Настил второго дна . Продольные переборки Набор — подпалубный, бортовой, пе- реборок 0,01 0,021 0 0,029 0,008 0,025 0.035 0,031 0,013 0,044 0,038 0,037 0,95 0,042 0,092 0,058 0,067 0,05 0,085 0,052 0,071 0,073 0,096 0,062 0,11 0,062 0,1 0,087 0,125 0,075 0,135 0,073 0,13 0,102 0,154 0,088 0.16 0,083 0,16 0,117 0,184 0,1 0.185 0,094 0,188 0,131 0,212 0,112 0,21 0,104 0,217 0,146 0,242 0,125 Балластные цистер- ны двойного дна Настил второго дна с набором Обшивка днища, скуловой пояс Днищевые стрингеры, вертикальный киль, флоры Продольные днищевые балки 0,029 0 0,021 0,025 0,044 0 0,031 0,037 0,058 0,05 0.042 0,06 0,073 0,075 0,052 0,062 0,087 0,1 0,062 0,075 0,102 0,125 0,073 0,088 0,117 0,15 0,083 0,1 0,131 0,177 0,094 0,112 0,146 0,2 0,104 0,125 * Ъ — ширина отсека; В — ширина судна.
Таблица 7.11. Допустимый односторонний коррозионный износ 7Х элементов корпусных конструкций балластируемых цистерн сухогрузных и рыбопромысловых судов, мм/год, при 8>0,2й* Назначение цистерн Элементы корпусных конструкций отдельных районов при толщине листа настила или набора, мм 8 10 12 14 16 18 20 Zsg 80 м Бортовые балластные Настил верхней расчетной палубы, ширстрек 0,046 0,06'5 0,085 0,106 0,127 0,158 0,168 цистерны Обшивка борта Наст пл второго дна Листы переборок Набор — подпалубиый, бортовой, переборок 0,025 0,05 0,05 0,05 0,05 0,062 0,075 0,062 0,075 0,075 0,1 0,075 0,1 0,088 0,125 0,088 0,125 0,1 0,15 0,1 0,15 0,112 0,175 0,112 0,175 0,125 0,2 0,125 Балластные цистерны двойного дна Настил второго дна Обшивка днища, скуловой пояс Вертикальный киль, стрингеры, флоры Продольные днищевые балки 0,05 0,035 0,042 0,05 0,062 0,054 0,052 0,062 0,075 0,075 0,062 0,075 0,036 0,096 0,073 0,088 0,1 0,116 0,083 0,1 0,112 0,138 0,094 0,112 0,125 0,158 0,104 0,125 80 м < LtS. 130 м Б орт оные балластные цистерны Настил верхней расчетной палубы, ширстрек Обшивка борта Настил второго дка Листы переборок Набор — подпалубиый, бортовой, переборок 0,027 0,025 0,05 0,05 0,05 0,044 0,05 0,062 0,075 0,062 0,05 0,075 0,075 0,1 0,075 0,077 0,1 0,088 0,125 0,088 0,093 0,125 0,1 0,15 0,1 0,11 0,15 0,112 0,175 0,112 0,127 0,175 0,125 0,2 0,125 Продолжение табл. 7.11 Назначен и» цистерн Элементы корпусных конструкций отдельных районов Уд при толщине листа настила или набора, мм 3 10 12 IS 18 20 Балластные цистерны Настил второго дна 0,05 0,062 0,075 0,088 0,1 0,083 0,112 0,125 ДВОЙНОГО ДН,1 Обшивка днища, скуловой пояс 0,017 0,042 0,034 0,05 0,067 0,1 0,094 0,137 Вертикальвый киль, стрингеры, флоры 0,052 0,062 0,073 0,083 0,104 Продольные днищевые балки 0,05 0,062 0,075 0.088 0,1 0,112 0,125 L > 130 м Бортовые балластные цистерны Настил верхней расчетной пвлубы, ширстрек Обшивка борта Настил второго дна 0,01 0,025 0,05 0,022 0,05 0,062 0,036 0,075 0,075 0,048 0,1 0,088 0,125 0,06 0,125 0,1 0,072 0,15 0,112 0,175 0,085 0,175 0,125 Листы переборок 0,05 0,075 0,1 0,15 0,2 Бортовые балластные Набор — подпвлубный, бортовой, переборок 0,05 0.062 0,075 0,088 0,1 0,112 0,125 цистерны Балластные цистерны двойного два Настил второго дна Обшивка днища, скуловой пояс 0,05 0 0,062 0,012 0,075 0,025 0,088 0,038 0,1 0,05 0,112 0,062 0,125 0,075 Вертикальный киль, стрингеры, флоры 0,042 0,052 0,062 0,073 0,083 0,093 0,104 Продольные днищевые бвлки 0,05 0,062 0,075 0,088 0,1 0,112 0,125 ’ b — ширина отсека; В — ширина судна.
Таблица 7.12. Фактически возможный односторонний коррозионный износ при типовых условиях эксплуатации танков и цистерн судов Ко н стр у К ЦП II Перевозимый груз Уф, мм/год Грузовой танк Грузобалластный танк Балластный танк или ци- стерна Топливно-балластная цистер- на Сырая нефть Темные нефтепродукты Светлые » Сырая нефть Темные нефтепродукты Светлые » Морская вода Мазут, дизельное топливо 0.15 0,05 0,18 0,17 0,07 0,2 0.2 0,1 Таблица 7 13 Технические характеристики типовых систем защиты от коррозии стены Коэффициент относительного снижения коррозионного износа, т "а || о® 2® g 1 системы конструкция I Протекторная за- щита с протекто- рами из цинко- вых сплавов Грузобалластиые танки, топлив- но-балластные цистерны всех типов судов, а также днища грузовых тан- ков танкеров для сырой неф- 0,1 0.2 1 1 И Протекторная за- щита с протек- торами из алю- миниеных сила- Балластные тан- ки и цистерны всех типов су- 0,1 1- III Лакокрасочные покрытия Танки и цистер- ны различного 0.05* 0,05* 0,05* 0,05* IV Система осушен- ных газов назначзния всех типов су- о,1 330
Продолжение табл. 7.13 стемы Наименование системы Защищаемая конструкция Коэффициент относительного снижения коррозионного износа, т 0 5е Со Зф Протекторная за- щита (система типа I) в соче- тании с осу- шенными газа- ми (система ти- па IV) Г рузобалластные тапки, топлив- но-балластные цистерны всех типов судов, а также днища грузовых тан- ков танкеров для сырой неф- 0.1 0.2 0,1 1 VI Протекторная за- щита (система типа II) в соче- тании с осу- шенными газа- ми (система ти- па IV) Балластные тан- ки и цистерны всех типов су- дов 0,1 0.2 0,1 1 VII Протекторная за- щита (система типа I) в соче- тании с лако- красочными по- крытиями (си- стема типа III) Тапки п цистер- ны различного назначения всех типов су- дов 0.05 0,05 0,05’ 0,05* VIII Протекторная за- щита (система типа II) в соче- тании с лако- красочными по- крытиями (си- стема типа III) Тапки и цистер- ны различного назначения всех типов су- дов 0,05 0,05 0,05* 0,05* IX Протекторная за- щита (система типа I) в соче- тании с ингиби- торами коррозии Грузобалластные танки, топлив- но-балластные цистерны всех ТИПОВ СУДОВ О4>5 0.1 0,5 I X Протекторная за- щита (система типа II) в соче- тании с ингиби- торами корро- зии Балластные тан- ки и цистерны всех типов су- дов 0,05 0,5 * При окраске только в период постройки судна коз ффициеи т для лякп. красочных покрытий со сро ветствешю 0.80. 0.75. 0.50 ком службы 3. .-> и Ю лет принимается равным 331
Таблица? 14. Примеры выбора системы защиты от коррозии танкой и цистерн Основные исходные и определяемые данные Примеры 1 1 2 | 3 | 4 | 5 1. Тип судна Сухо- груз- Рыбо- лов- ное Танкер 2. Длина одна. L, м, при Ь>2В ' 150 70 120 3. Защищаемая конструк- Обшивка Обшивка днища грузовых иия днища бал- бортоных танков для .частной цистерны двойного дна темных нефте- про- дуктов свет- лых нефте- про- дуктов сырой нефтп 4. Толщина листов связей (минимальная) 5. Относительная длитель- ность воздействия кор- розионных сред- 18 12 14 14 14 tc 0,6 0,2 — —- — 0,4 0,8 0,5 0,55 0,4 ^гр — 0,5 0,45 0.10 4 1„,- — — — — 0,50 J —0,6 6. Допустимый односторон- ний коррозионный износ Vjj, мм год (по табл 7.8- 7. Фактически возможный односторонний коррози- онный ИЗНОС при Ki по табл. 7.12, t„ по п. 5: 0,1 0,075 0,146 0,146 0,146 k„ 1.1 1,1 0,17 1 1,2 1,2 Уф — мм/год 0,2 0,05 0,19 0,17 8. Защита требуется (+) или не требуется (—) 9. Выбор системы защиты по пожаро-, взрывобез- опасности может быть из числа (см. табл. 7.13) + 4- + 10. Выбор системы по до- стигаемому снижению фактического износа до обеспечения условия Уф.в < Уф1 , 11, X VIII III. VI 1. HI, VII 111. IV 1, III, VII, V и- к».,-|.1(4'д«+ + 4'vo) х. rc .-uH-W н «4- 0,075 0.128 0,064 - - III. Тф 1,0«'<гр Кггг к«ЧЛ) — — - 0,01 1 Уф 3 = I-2(mJpZrp Krp— 11 Выбираемая система за- щиты — - — 0,1 II X — III I 332
Таблица 715 Зона защитного действия протекторов на неокрашенной поверхности танков и цистерн, м2 протектора Марка протектор но1х> сплаве Солеиость забортной морской воды, принимаемой в танки и цистерны в качестве балласта, " ог, (Балтийское 12—23 (Азовское, Каспийское, Аральское и Черное 26—10 (оксаны и открытые П-КОА-1 АПЗ 2 3.5 АП4 I — — П-КОА-3 АПЗ — 3 5 АП4 1,5 — — П-КОА-5 АПЗ — 3,5 6 ЛП4 I — — П-КОА-8 АПЗ — 3,5 6,5 АП4 1,5 — — П-КОА-12 АПЗ — 4 7,5 АГТ4 2 — П-КОА 20 АПЗ — 5 8.5 АП4 2.5 — — П-КОЦ-5 I 3,5 6 П-КОЦ-Ю ЦП1 I :< 5 9 П-КОЦ-15 ЦП2 1 5 5 9 П-КОЦ-18 штз 2 7.5 13 П-КОЦ-36 2,5 8 14 Прим ' чание При применении иротскториой защиты и сочетании с лакокрасочными покрытиям больше указанной в таблице г зова защитного действия принимается в 2,о раза Таблица 7 16 Состав и свойства «инертных» газов системы Основные компоненты. но объему ОТНОСИТСЯ!,- Усредненная скорость кор роэин. мм/год О„ so, СО, -f- К, пая влаж олес I | u,uoi 100 0.09 И 5 0,0(11 Остальное 60 0.12 III 5 0,02 100 0.25 333
Таблица 7.17. Классификация судовых трубопроводов по роду транспортируемой среды Рабочая среда трубы Допу- стимая ратура среды для ма- териала труб, 'С, не более Регламентирующие документы НниYtноваиие Марка материала Технические требования Сортамент X имический состав Мэрская вода, холодная Бесшовные ИЗ углеродистой стали 10, 20 400 ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8733-74 ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75 ГОСТ 1050- 74 холодная горячая Стальные с цин- ковым покры- тием 10 20 90 ОСТ 5.9039—79 - холодная Медные МЗр 21И) ГОСТ 617—72 ГОСТ 617—72, ОСТ 5.9241 81 ГОСТ 15527-70 холодная Мелко-никелевые МНЖ5-1 МНАЖМцб-0,8-0,8-0,6 зоо 300 ГОСТ 17217—79 По действующей технической документации холодная Hi чугуна с ша- ровидным гра- фтом чшг 300 По действующей технической документации холодная горячая Стальные, футе- рованные по- лиэтиленом 10-г полиэтилен (ГОСТ 16338-77) 20 I- полиэтилен (ГОСТ 16338—77) ' | 75 То же Предо л ж с и и е т а б л. 7.17 Рабочая среда Трубы Допу- стимая темпе- ратура среды для ма- териала S Регламентирующие документы Наименинвине Марки материала Технические требования Сортамент Химический холодная горячия Стальные со сте- ка оэма левым покрытием марки 20 или 20Н 10 1 20 / 250 ОСТ 5 9320—79 - ... холодная Полиэтиленовые Полиэтилен 17614, 15314, 10214 50 ГОСТ 18599 83, ОСТ 6.05-367—74 - холодная горячая Из алюминиевых сплавов АМгб АМгЗ 100 150 ГОСТ 18475-82, ГОСТ 21631—76 - Пресная вода: горячая холодная Бесшовные из углеродистой стали 10 1 20 / 400 ГОСТ 8731—74 ГОСТ 8733—74 ГОСТ 8732—78 ГОСТ 8734-75 ГОСТ 1050 74 холодная горячая Стальные с цин- ковым покры- тием 'о } 41) ОСТ 5 9039 -79 холодная Медные МЗр 200 ГОСТ 617-72 ОСТ 5.9241 81 ГОСТ 15527-70
Продолжение табл 717 среда Трубы Допу- стимая темпе- ратуря среды для ма- териала труб. *С, не более Регламентирующие документы Нлименлканис материала Технические требоиапия Сортамент X нмическпЛ холодная Бесшовные из коррозионно- стойкой стали 08X22116T зоо ГОСТ 9940-81 ГОСТ 9940- 81 ГОСТ 5632 72 холодная горячая Сталь вые, футе- рованные по- лиэтиленом 10 + полиэтилен (ГОСТ 16338—77) 20 + полиэтилен (ГОСТ 16338—77) 75 По действующей технической документации холодная горячая Стальные со сте- ка оэмалевым покрытием марки 20 или 20Н 10 1 20 / 250 ОСТ 5.9320—79 - холодная Полиэтиленовые Полиэтилен 17614, 15314, 10214 50 ГОСТ 18599-73, ОСТ 6.05-367-74 холодная горячая Hi алюминиевых сплавов АМг5 АМгЗ 100 1 150 / ГОСТ 18475—82, ГОСТ 21631-76 Пар свежий Бесшовные из теплостойкой стали 12Х1МФ 15ХМ 520 1 600 1 ГОСТ 20072—74 Продолжение табл. 7.17 Рабочая 41 еда Трубы Допу- стимая темпе- ратура среды для ма- териала Реглаиентирующис документы Иаииеиоиаиие Марка материала Технические требования Сортамент Химический состав Бесшовные из углеродистой стали Из мышьяковис- той латуни 10 1 20 ) ЛАМш 77-2-0,05 40и 200 ГОСТ 8731—74 ГОСТ 8733—74 ГОСТ 494-76 ГОСТ 8732—781 ГОСТ 8734—751 ОСТ 5.9243—75 ГОСТ 11МЮ -74 ГОСТ 15527—-70 отработа- вший Бесшовные из углеродистой стали Медные 10 ) 20 J МЗр 400 200 ГОСТ 8731-74 ГОСТ 8733—74 ГОСТ 617—72 ГОСТ 8732--78; ГОСТ 8734—75 ГОСТ 617—72, ОСТ 5.9241 — 81 ГОСТ 1050—74 ГОСТ 15527-70 Топливо Бесшовные из углеродистой стал и 10 1 20 / 400 ГОСТ 8731-72 ГОСТ 8733-74 ГОСТ 8732-78 ГОСТ 8734-75 ГОСТ 1050-74 Бензин, керосин Бесшовные из коррозионно- стойкой стали 08Х18Н10Т 1 d ел 12Х18Н10Т 1 08Х22Н6Т 1 300 ГОСТ 0941 81 ГОСТ 9940—72 ГОСТ 5632-72 Из алюминиевых сплавов АМго АМгЗ 100 150 ГОСТ 18475-82 ГОСТ 21631—76 --

Таблица 7 18 Коррозионная стойкость трубопроводов из сталей марок 10 и 20 без покрытия в морской воде 5 7 sgs |s£ Наименование элемента Внешний вид одного из элементов каждой категории Вода vn- м/с Кгр. мм/год 1 Труба прямая Труба прямая с переходом по диаметру Холод- 2.5 3.5 4.5 0,3 0,5 0.8 Горячая 3 4 Б 0.8 1,05 1.3 2 Труба с погибом радиусом ^1.5D„ Труба с погибом радиусом ^$2D||> сваренным из сек- торов Труба прямая за диафраг- мой, арматурой, насосом, теплообменным аппара- ,п Холод- ная 2.5 3,5 4.5 1,1 1,5 1,8 том. компенсатором Тройник литой или штам- пованный Отвод литой Труба с фланцевым, шту- церным или муфтовым со- единением Горячая 3 4 5 2.6 2,9 3,2 3 Труба с прнзарным под углом ГэбСГ отростком при отсутствии и наличии по- тока в отростке 1 Холод- ная 2,5 3.5 4,5 1,25 1,8 2,2 Труба с погибом радиусом <2^,1» сварении « нт секто- ров Горячая 3 4 5 2,8 3,2 3,5 Примечание Он — наружный диаметр трубы. 339
ij? Таблица 7.19. Химический состав чугунов Чугун Компоненты, % по массе С Si Мп Ni Сг S р Си Mg Серый 2,7-4 0,5-3,5 0,3—1 <0,15 <1,4 — Высокопрочный 3,3-3,9 1,6—2,5 0.4 .... <0,01 <0,1 — — Н накол еги ром нпый 3,3- -3,9 1,6-2,5 0,4 2 — <0,01 <0.1 — С 13 "« М 3 1—2,8 1—1,5 13,5-17,5 1,75 2,5 <0,01 <0,1 5,5—7,5 0,05 С 18 % Ni 3 1—2,8 0,8-1,5 18—22 1,75-2,5 <0,01 <0,1 *:0,5 0,05 Для прессованных труб 2,8—4,5 1,5-3,5 <0,6 — — <0,05 <0,08 <0,0 Гиблина 7.20 Коррозионная стойкость чугуна Таблица 721 в потоке морской воды Скорость коррозии, мм/год, меди и ее сплавов Чугун ап’ м/с КСр, мм/год Серый 8 6,9 Легированный никелем, “о1 2 0 6,1 13 8 0,74 18 8 0,79 2 1,5 1 3 13 1,5 0,05 Материал А'ер Медь МЗр Модно-никелевый сплав МНЖ5-1 Медно-никелевый сплав МНАЖМцб-0,8-0,8-0,6 0,07 0,05 0,02
Таблица 7 24 Коррозионная стойкость элементов трубопровода из медио-никелевого сплава МнА.ЖМцб-0,8-0,8-0,6 в потоке морской воды Dy труб. оя, м/с Кср. мм/год, для категории элемента по ОСТ 5.5104—79 (см табл. 7.18) 1 2 | 3 32 2 3,5 5 0,04 0,06 0.09 0,16 0.18 0.24 0,49 50 2 3,5 5 0,04 0,06 0,06 0,12 0,14 од 0,38 70 2 3,5 5 0.04 0,05 0,05 0.05 0,05 0,06 0,1 Примечание. Скорость коррозии для других ЛЯЮТ линейной интерполяцией. диаметров руб спреде- Таблица 7 25 Скорость коррозии труб из алюминиевых сплавов АМгб и АМгЗ в различных средах Среда Лер- мм/год мм/год Морская гида спокойная скорость потока до 3.0 м/с Пресная вода Воздух (морская атмосфера) Пар (система парового отопления) Масло, топливо 0,02-0,08 0,01 0,006 0.01 0 0,5—0.8 0.2 0,01 0,1 0 Таблица 7 26. Основные материалы арматуры и оборудования судовых систем Ковструкцк» ’ Деталь Марка материала Нормативный документ на химический состав Арматура Фильтр Насос CicibipoiiHuii компен- сатор Теплообменный ап парат Штуцерно-торцеи >е соединение Фланцевое соедине- ние Корпус Сильфон, фланец Крышки литые, решетки Штуцер, ниппель Кольцо Фланец Бронза БрОЦ8-4 БрАЖНЛ1ц9-4-4-1 Латунь ЛК80-ЗЛ Чугун ЧН13Г2Д2ХШ Сплав МНЖ5-1 БрОЦ8-4 БрАЖНМц9-4-4-1 БрОЦ«-4 БрАЖН.Чц9 4 4 1 БрОЦСНЗ-7-5-1 Коррозионно-стой- кая сталь 1MXI8H10T БрАМаЭ 2.1 ЛО62-1 БрАЖНМ«9-4-4-1 ЛОО Сталь 20 ГОСТ 613—79 ГОСТ 18175—78 ГОСТ 17711—80 ОСТ 5.9396—32 ГОСТ 492—73 ГОСТ 613—79 ГОСТ 18175—78 ГОСТ 613—79 ГОСТ 18175—78 ГОСТ 613-79 ГОСТ 5632—72 ГОСТ 5632—72 ГОСТ 492—73 ГОСТ 15527—70 ГОСТ 18175-78 ГОСТ 15527—7(1 ГОСТ 1050 -74 342
Таблица 7 27. Коррозионная стойкость сплавов на медной основе и морской воде Марка сплава Характер коррозии Кср, мм/г„д Латуни Л90 0.2 ЛК80-ЗЛ Избирательный (обесцин- 0,3 Л062-1 Бронзы: кование) 0,35 БрОЦ8-4 Равномерный о.1 БрАЖНМц9-4-4-1 Язвенный 0,1 БрОЦСНЗ-7-5-1 Равномерный 0.1 До 2 БрАМц9-2 Избирательный (обсэалюмн- ннвание) Т а б л и II а 7.28. Коррозионная стойкость элементов трубопроводов, оцинкованных горячим способом, в потоке холодвой и горячей морской воды Элемент Темпера- ту разводы. Толщина цинкового покрытия. К за первые 3000 ч. мм/год vn = Кер. мм/год 3,0 м/с i Прямая труба 15-30 0.1 0.15 02 0,25 0^ с термо- обработкой 0,04 0,06 0.08 0.1 0,04 0.022 0,022 0,022 0,022 0,015 Отвод с радиусом по- гиба, равным 2dB 15-30 0,1 0,15 0,2 0,25 0.2 с термо- обработкой OJJ45 0,065 0,085 0,11 0,05 0,035 0,035 0,035 0,035 0,018 Тройник 15—30 0,1 0,15 02 0.25 0,2 с термо- обработкой 0,07 о,1 0,135 0,170 0,08 0,044 0.044 0.044 0,044 0,022 Прямая труба 65±5 130 250 0,09 0.11 0,022 0,022 Отвод с радиусом по- гиба, равным 2 65±5 134 250 0,1 0,135 0,026 0,026 Тройник 65±5 130 250 0,125 0,165 0,03 0,03 Примечание В спокойной морской воде ср — 0,024 мм.тоД. 343
Таблица 7.29. Физико-химические свойства эмалей Мирка ТсрмостоП- температура, °C обжига среды 20 20Н 200—250 200—250 820—840 810 830 От —30 до 250 От —30 до 250 Примечание Прочность покрытия трубы на уда кости 1,98 II. м, внутренней поверхности 3,92 Ц.м Таблица 730 Полимерные вокрытия и зоны их нанесения Элементы трубопроводов покрытия Зона нанесения Внутренняя и наружная по- верхности труб в узлах элек- ТрОИЗОЛЯЦЙИ Внутренняя поверхность сталь- ных не имеющих плакиров- ки деталей корпусного на- сыщения Внутренняя поверхность при- емных труб нсушительной системы Трубы в районе путевых со- единений, арматуры, отво- дов, тройников, дроссель- ных шайб Эпоксидная шпатлевка эпоо-ю (ГОСТ 10277—76) Эпоксидно-каучуковая эмаль ЭП-43 ЭПОО-10: ЭП-43; Уреплен 2-032 ЭП00-10 ЭП-43 На длине не ме- нее 1,5£>у По пне 7.16 По рис. 7.17 На длине не ме- нее 5jDy Примечания. 1 Запрещается наносить полимерное покрытие только па внутреннюю поверхность, элемента, выповняющего ровь анода. 2. Внутренняя поверхность стальных деталей корпусного насыщения и приемных труб ловииерными покрытпння покрывается пов ностыо. Таблица 7 31 Фасонные части для трубопроводов морской воды Элемент Оу. ММ р , МПа Тройник бронзовый ли- той фланцевый 32—150 32—300 32-125 32—250 0,6 1,6 н 2,5 4 344
Продолжение табл 731 Элемент S- - р МПа Четперник бронзовый лигой фланцевый Отвод бронзовый литой фланцевый Труба прямая литая фланцевая Тройник бронзовый штуцерный Четверник бронзовый штуцерный „Ji (% г. rtT4^ 32- 100 32—300 32—300 32—50 32—250 32—300 5; 10; 15; 20; 25; 32 6; 10; 1Б; 20; 25; 32 0,6 1,6 и 2,5 4 4 1,6 1.6 Примечание. ру ~ условное давление в трубе. Таблица 732. Предельные значения скорости потока морской воды при применении протекторов Материал труб Су, им °п> Медь МЗр Сплав МНЖ5-1 Сплав МНАЖМц6-0.8-0,8-0,6 25—80 >80 25-80 >80 25—80 >80 1,2 2,5 3 3 3,5 12 п/р F. Я Люблинского 345
Таблица 7.33 Материалы протекторов Исполнение Материал Протектор Кольцо протектора Обычное Специальное СтЗсп — по ГОСТ 380—71 Сталь ЮЗ — по действу- ющим нормативам ЛОО - по ГОСТ 15527—70 Таблица 734. Технические характеристики протекторов для труб с приварными фланцами р? до 6,4 МПа Размеры, мм СтЗ Сталь ЮЗ Mau: , кг Dy DB D о. h Протек- тор Рабочий Протек- тор Рабочий металл 32 29 42 74 45 1,25 0,22 1.25 0.21 40 36 50 84 50 1,75 0,33 1,75 0,42 50 45 63 96 50 2.2 0.54 2,15 0.52 65 60 84 118 55 3,6 1.1 3,6 1,1 80 70 95 130 55 4,35 1,35 4,30 1,3 100 90 115 158 70 7,8 2,15 7,70 2,1 125 112 140 183 80 11 3,35 10,85 3.25 150 135 168 212 80 13,3 4^ 1'3,20 4,1 200 180 218 26S 80 19,1 7 19 6,7 250 225 275 326 80 28,1 и,з 27,8 11 300 270 320 384 80 38,2 13,6 38 13,2 346
Таблица 7 35. Технические характеристики протекторов для труб со свободными фланцами [ -I Размеры, мм МПа СтЗ Сталь ЮЗ Мас са, кг Гу Го г D, h Протек тор Рабочий металл Протек- Рабочий металл 25 22 35 58 35 2,5 0.65 0,21 0,65 0,21 32 29 42 68 45 2,5 1 0,22 1 0,22 40 36 50 78 50 2,5 1,45 0,33 1,45 0,35 50 45 63 88 50 2,5 1,7 0,54 1,7 0.54 65 60 84 108 55 1 2,8 1,1 2,8 1,10 65 60 84 115 55 1,6; 2,5 3,4 1,1 3,35 1,10 80 70 95 123 55 1 3,65 1,35 3,6 1,35 80 70 95 130 55 1,6. 2,5 4,35 1,35 4,3 1,35 100 90 115 143 70 1 5,65 2,15 5,6 2,15 100 90 115 150 70 1,6; 2,5 6,6 2,15 6,55 2,15 125 112 140 168 80 1 8,05 3,35 8 3,35 125 112 140 170 80 1,6 8,45 3,35 8,35 3.35 150 135 160 193 80 1 9,1 4,2 9 4,2 150 135 168 200 80 1,6 10,6 4,2 10,5 4,2 200 180 218 249 80 0,6 14,9 7 14,7 7 200 180 218 256 80 1 16,8 7 16,6 7 250 222 275 310 80 0,6 22,5 11,3 22,5 11,3 250 225 275 314 80 1 24 н,з 23,6 11,3 Таблица 7.36 Способы защиты алюминиевых трубопроводов Способ Достоинства Недостатки Паровое оксиди- рование Простота способа Воз- можность парового ок- сидирования в условиях судна Неограниченная номенклатура труб по диаметрам, условным проходам и длине Хрупкость и малая тол щииа оксидной пленки. Трудность определения качества оксидной плен- 12* 847
Продолжение табл. 7.36 Способ Достоинства Недостатки Электрох имиче- ское оксидиро- вание серно-кислот- ное оксидиро- вание эматалирова- Плакирование Возможность получения пленки толщиной не более 15 мкм. Низкие трудоемкость И СТОИМОСТЬ Возможность получения пленок с повышенной тепло- и износостой- костью Повышенная коррозион- ная стойкость труб в морской воде. Простота контроля качества пла- кировки Трудность удаления остат- ков раствора электроли- та, способствующих раз- витию щелевой корро- зии. Ограничение но- менклатуры труб. По- ристость нлекки Высокие стоимость и тру- доемкость. Трудность удаления остатков элек- тролита. Ограничение по конфигурации труб. По- ристость пленки Высокая трудоемкость из- готовления плакирован- ных труб. Возможность нарушения плакирующе- го слоя в процессе изго- товления и монтажа труб Таблица 7.37. Типовые схемы устаяовки электроизолирующих соединение Контактнруемые элементы разнородных материалов Эскиз Труба — арматура Трубо — труба Труба — оборудование систем _).:..1Г|' 1 jbzz;. - ’Г / ' 2Z 3 фй 2 3 - '• /111 2 ' S' \ Примечание. 1 — бронза; S — сталь с цн вносим покрытием; 3 — электроизовирующее соединение; 4 — сплав на медной основе. 348
Таблица 7 38- Электроизолирующие материалы и покрытия рисунка Кеталь Материал детали или "покрытия Нормативный документ Рис. 7 25. / Рис. 7.26, 4 Рис. 7.25, 2 Рис. 7.25,3 Рис. 7.25,4 Прокладка или проставка электроизоли- рующая Болт (шпилька) электроизоли- рующая Шайба электро- изолирующая Покрытие Пароинт ПМБ-1 с по- крытием лаком ЛФЭ-32ЛНХ. Паро- нит ПМВ-1 с про- клейкой стекло- тканью марки Т-11 Пресс-материал АГ-4С Стеклотекстолит СТЭФ-1 Сталь с покрытием пен- тапластом. Сталь с покрытием ЭПОО-Ю Текстолит марки Б с покрытием лаком ЛФЭ-йЛНХ Текстолит марки Б с проклейкой стекло- тканью марки Т-11 Пресс-материал АГ-4С Стеклотекстолит СТЭФ-1 ЭП00-10, ЭП-43 ГОСТ 19170-73 ГОСТ 20437—75 ГОСТ 12652—74 ГОСТ 10277—76 ГОСТ 2910—74, ТУ 6-05-1884-80 ГОСТ 19170-73 ГОСТ 20437—75- ГОСТ 12652—74. ГОСТ 10277—76 Таблица 7 39 Сочетания материалов, требующих установим протекторов Сочетание Материал, подверженный коррозия Материал прот:ктсра Углеродистая сталь без покры- тия — сплавы на медной ос- Сплавы на медной основе — коррозионно-стойкая сталь Латунь — бронза, медь, мед- но-ннкелевые сплавы Углеродистая сталь Сплавы на медной основе Латунь Цинковый сплав ЦП1 или ЦП2 Сталь СтЗ или ЮЗ Сталь СтЗ или ЮЗ Таблица 740. Типы протекторов и их назначение Тип Материал Назначение Кольцевой межф>1ап- цевый Кольцевой, конце- вой, кольцевой межфлавцевый Сталь СтЗ или ЮЗ Цинковый сплав ЦП1 или ЦП2, сталь СтЗ или ЮЗ Защита труб и арматуры, вы- полненных из разнородных материалов Защита донно-бортовых стака- нов, приварышей, кингстон- ных ящиков от контактной коррозии 349
блица 7.41. Технические характеристики ю>вдо»ых протекторов (тип 1) СтЗспЗ, ЮХСНД 350
Таблица 7 42 Технические характеристики концевых протекторов (тип II) Таблица 7.43. Материалы, водверженные избирательной и питтинговой коррозии в морской воде, и типы протекторов для ки защиты Марка материале Назначение протектора протек- Материал протектора Латунь ЛК80-ЗЛ Защита бортовой арматуры цевой фланце- Сталь СтЗ или ЮЗ Латунь ЛО62-1 Защита водяных ка- мер и труб, теп- лообменных аппа- Пальчи- ковый Стержень - - СтЗ; пробка — БрЛМц9-2 Бронза БрАМц9-2 ратов, конденса- торов, механизмов и оборудования Диско- Сталь СтЗ или ЮЗ Коррозионно-стой- кая сталь по ГОСТ 5632-72 Защита гидрааличс ской части насо- сов. Защита силь- фонных компенса- торов цевой меж- флан- цевый Сталь СтЗ или ЮЗ Детали из Сровзы марка БрАМцЗ-У допускаются 361
Таблица 7 44. Технические характеристики пальчиковых протекторов е- Площадь рабочей поверхности протектора. Размеры, мм Масса стержня, не более Средний службы протектора, пда а Л ds I I, 0.001 0,0015 0,002 0,0025 0.003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0,01 0,011 0,012 0,016 0.02 0,026 0,032 0,038 0.044 14 14 26 26 26 26 26 26 26 35 35 44 44 44 44 44 52 52 52 М16Х1.5 MI6X 1,5 мзо;- 2 МЗО," 2 МЗО.х 2 МЗО'2 М30Х2 М30> 2 M30v2 М30Х2 М39Х2 М39.Ч2 М48Х2 М48Х2 M48v2 М48Х2 М48Х2 М56Х2 М56Х2 М56Х2 25 25 40 40 40 40 40 40 40 40 50 50 60 60 60 60 60 68 68 68 50 60 58 64 70 82 95 108 120 132 119 128 120 128 158 186 230 248 286 322 20 30 18 24 30 42 55 68 80 92 72 81 68 76 106 134 178 186 224 260 ,028 ,04 ,107 ,131 .157 .206 ,261 ,315 ,366 ,415 ,618 ,683 .959 .054 ,413 ,744 ,273 ,355 ,974 ,588 1 L5 1,5 ’,5 1,5 1,5 1,5 2’ 2 3 3J5 Примечание. I — стержень; 2 — проаладка; 3 — резьбовая пробка. Таблица 7.45. Технические характеристики дисковых протекторов Г Площадь рабочей Размеры, мм Масса Средний срок службы протектора. d di h не более протектора. 0,02 100 17 L5 0,9 0.025 100 17 32 1,92 0,03 125 17 17 2,87 0,04 125 17 42 3,92 3 0,05 150 22 34 4,61 3 0,06 150 22 55 7,33 3,41 4 0.07 200 22 14 0.08 200 22 30 7,31 3 0,09 200 22 45 И 4 352
Таблица 7.46. Основные данные о балянусе Стадии и длительность развития Формы сущестяованвя Личиночная Взрослая Пауплиус (около ме- сяца) Циприс Балянус (2—3 гола) Свободное плавание Свободное плавание, оседание па поверхность. Прикрепление к поверхности Прикрепленная (сидячая) Таблица 7 47 Характеристики обрастания элементов судна Элене нт судна Основные виды организмов обрастания Интенсивность обрастания Распределение обрастания Подводная корпуса, включая район ПВЛ Гребные ВИНТЫ Системы забортной вода (тру- бопроводы, теплооб- менники, арматура) Баляпус (на судах не- ограниченного рай- она плавания), мор- ская уточка (на су- дах, эксплуатирую- щихся в тропических районах открытого океана), мидии (на судах при длитель- ном отстое), водоро- сли (в основном рай- он ПВЛ). мшанки, нолихеты Бзлянус, нолихеты Мидии, балянус, гидро- иды 4—12 кг/(м2-год) (в умеренных широтах), до 30 кг/м2 за 7— 8 мес (в тро- пических райо- нах) Перекрытие про- ходкого сече- ния на 70— 100 °о за месяц при диаметре трубы до 50 мы Корма — 50 %. Средняя часть— 25%. Нос — 15%. ПВЛ — 10% Корен ь лопа сти— 100 %. На уда- лении 0,5 ради- уса лопасти от корня — 0. Об- растание заса- сывающей сто роны больше обрастания на- гнетающей Распределение обрастания в зависимости от диаметра и дли- c.coo-V4’ Рп Примечание. С — сухэя биокасса, г/м*; d — диаметр трубы (D.CI — 0.1 м); 1 — длина трубопровода (0,5—2,5) м; tin — скорость воды (0.1—1.0 м/с!
Таблица 7 48 Обрастание в зависимости от эксплуатационно-конструктивных факторов судна Эксплуатационно- фактор Характеристика фактора Балл Географическая зона эксплуатации Район эксплуатации Глубана эксплуатации, Соленость морской во- ды. “/во Температура морской воды, °C Скорость потока мор- ской воды, м/с Материал элемента судна Режим движения воды в системе забортной воды Тропическая или субтропическая Умеренная Полярная Переменная Прибрежные воды (шельф) Открытый океан Переменный 0—50 50—100 Более 100 Переменная 18-40 10—18 Менее 10 Переменная 20—30 10—20, 30-40 0-10, 40-50 Более 50 Переменная 0,05—0,35 0,35 0.65 0,65-1,5 Более 1 5 Переменная Конструкционные стали, легкие сплавы, пластмассы Медные сплавы, корродирующие со ско- ростью менее 0,05 мм/год Медпые сплавы, корродирующие со ско- ростью более 0.05 мм/год Естественная циркуляция Принудительная циркуляция* в напорной магистрали центробеж- ного насоса до 1500 об; мни 1500—3000 об/мин более 3000 об/мин во всасывающей магистрали Переменный режим 2 I 1 1—3 3 2 1 1—3 3 2 1 1—3 3 2 I 0 1—3 3 2 1 0 3 2 1—0 3 2 3 0-3 3&4
Таблица 7 49. Изменение характеристик судна при обрастании Характеристика судна Влияние обрастания Скорость судна Мощность энергетиче- ской установки Сопротивление тепло- обмену Уменьшается в зависимости от условий эксплуа- тации на: 0,3—1,0 уз через 6 мес, 0,5—1,5 уз через 12 мес, 1,0—3,5 уз через 24 мес Увеличивается на 50—100 % при поддержании проектной скорости до 15 уз Увеличивается вследствие микрообрастания в за- висимости от материала теплопередающей по- верхности до 0.03—0.065 №-°С/кВт за 65—72 сут Таблица 7.50 Терминология защиты от обрастания Степень общности Название защити Характерный признак защиты Вид Химическая Воздействие на организм обрастания химическ|1мл веществами с сильным биоцидным эффектом Тип Пассивная Невозможно регулирование степени и времени действия защиты при экс- плуатации Активная Возможно регулирование степени и вре- мени действия защиты при эксплуата- ции Метод Протнвообрастающие лакокрасочные по- крытия Нанесение полученного в промышлен- ных услоннях материала на органи- ческой основе, содержащего биоцид, на поверхность защищаемого объекта Фнзяко-химичсскан защита Введение биоцида, получаемого в усло- виях эксплуатации защищаемого объ- екта посредством физико-химических процессов, в среду, соприкасающую- ся с объектом Способ Электролизное хло- рирование Использование в качестве биоцида силь- ных оксилителей, в основном гипо- хлорита натрия, образующихся при электролизе морской воды на нера- створимых анодах Анодное растворение меди Использование в качестве биоцида ток- сичных ионов меди, образующихся при растворении в морской воде медпых анодов под действием злек- трнческого тока 355

Таблица 7 К? Характеристика рекомендуемых режимов физико-химической защиты Способ защиты Режим защиты Длительвость, ч Степень защиты, % обработки, не менее перерыва, не более Электролизное хлорирование Нспрс рывный Периоды опасно- сти <>брастания Периоды отсут- ствия опасно- сти обрастания 100 Цикли- ческий 1 3 5 98 90 Анолисе раство- рение меди То же 1 1 7 98 90 Таблица 7.53 Системы защиты Система Элементы системы Система физико- химической за- щиты Электролизер, механическое, электрические оборудова- ние и приборы, соединенные гидравлически и элек- трически в единую установку, предназначенную для получения, транспортировки и распределения раствора биоцида Гипохлоритный электролизер Устройство (оборудование), обеспечивающее получение биоцида при защите от обрастания способом электро- лизного хлорирования Медный электро- лизер Устройство (оборудование), обеспечивающее получение биоцида при защите от обрастания способом анодного растворения меди Автономный электролизер Электролизер, расположенный в системе физико-хими- ческой защиты автономно, в самостоятельной гидра- влической схеме (см. рис. 7.38) Путевой электро- лизер Электролизер, расположенный в системе физико-хими- ческой защиты на пути потока воды, обрабатываемой биоцидом (см. рис. 7.3$) Распределитель Устройство (оборудование), обеспечивающее необходи- мое распределение раствора биоцида в объеме обра- батываемой воды, соприкасающемся с объектом защиты 357
Т а б л и ц а 7.54. Основные характеристики систем физико-химической защиты Система Объ кты .защиты алектри- II *"х н и2 й Ih Sgl ИяЗ С автономным гипохлоритпым алектролизером Соврс мснныс Системы морской воды (без огра- ничения расхо- да) 3.5 Вт/м2 30 101 1.0— 200 То же Перспек- тивные Участки подвод пой части кор- пуса, приборы, механизмы и конструкции на подводной части судна 30— 50 Вт/м® 50 25 0,5- 0000 С путевым гипо- хлоритиым электролизером Перспек- тивные Системы морской воды без огра- ничения рас- 1,5 Вт/м® 50 20 0.5—2 С путевым мед- ным электро- лизером Совре- менные Системы морской воды (расход до 300 м’/ч) 1,5 Вт/м2 50 21 0,1—2 1 При замене электродов судна (объекта защиты) срок службы может быть доведен до срока сл ужбы Таблица 8.1 Значения Д<рд для акватории с водой различной солености Соленость воды. %. Дфд, мВ для постоянного длн переменного Свыше 30 25 250 От 30 до 11 30 300 » 10 » 1 40 400 Пресная вода 100 1000 Таблица 91. Гидрохимические характеристики воды Атлантического и юго-западной части Тихого океанов Океан Глубина, Содержание О3. мг/кг рн pa *"К? .а» Атлантический 0 24 36.8 4.6 8.2 59G4 4 35 5 7 8.1 Тихий 0 24 34,3 8.2 5371 1.5 39,7 4,2 8 358
Таблица 92 Растворы и продолжительность травления металлических образцов при комнатной температуре Металл Раствор Продолжительность Углеродистая и низ- колегированная сталь Алюминиевые сплавы Медь и ее сплавы 10—15 %-ный раствор НС1 с добавлением ингибитора (например, ПБ-5 в коли- честве 1,5 г/л) 5 %-ный раствор HNOS 5 %-ный раствор H2SO4 До полного удале- ния окаливы и продуктов корро- 15 мин 15—30 мин Таблица 93 Основные технические параметры машин типовых моделей, используемых для испытания металлов на усталость в морской воде Модель Вид деформации Наиболь- нагруз- ка, Н Наи- большая динами ческая нагруз- ка, Н Наи- изгяба- ющий момент. Н-см Частота, цикл/мнн Машины для испытания материалов при чистом и кмеольнои изгибах вращапцегося образца (янбуждение постоянной силой) ИПР50 Чистый и кон- сольный изгибы с врашенпем 50 500 12 5000 5000 МУИ 600 Чистый изгиб с вращением - 5000 GOOO МВП 6М То же - 5900 2700, 4500. 7880 МВП-6ИМ 11 - 5900 2700, 4500, 7800 УКИ-ЮМ Консольный изгиб с вращением 600 - 660 3000, 6000 УКИ-6000-2 То же 1000 900 3000, 6000 УКИ-ЗОООТ-2 » 1000 - 900 3000 Мишины для испытаний на усталпипь при растяжении-сжатии УРМ-200 Растяжение-сжа- тие 2 000 ±10 000 2000—3000 УРМ-2000-1 То же 20000 ±10 000 2000—30(10 359
Таблица 10 I. Основные стандарты, используемые при защите судов от коррозии Клвссификацион- нпя группа (по ГОСТ В. 101—78} Номер стандарта Наименование стандарта Организационно- методические правила Общие требова- ния к выбору конструкцион- ных металли- ческих мате- риалов Металлические и неметалличе- ские неоргани- ческие покры- ГОСТ 9.101—78 ГОСТ 9.005—72 ГОСТ 5521—76 ОСТ 59083-83 ОСТ 5 5462—82 ОСТ 5 4042—80 ОСТ 5.9125-84 ОСТ 5.9218—75 ГОСТ 9.008—82 ГОСТ 9.303—84 ГОСТ 9.073—77 ГОСТ 9.301—78 ПОСТ 9 302—79 ГОСТ 9.035—84 ГОСТ 9.303—84 ГОСТ 21484—76 ОСТ 59048—85 Единая система защиты от коррозии и старения. Основные положения ЕСЗКС. Машины, приборы и другие технические изделия. Допустимые и недопустимые контакты металлов Сталь свариваемая для судостроения Корпуса стальных судов. Сварка уг- леродистых и низколегированных сталей. Основные положения Системы судовые и системы судовых энергетических установок Мате риалы и испытательные давления Трубы тепл< обменных аппаратов Сортамент и технические требова- ния по применению Поковки стальные для судостроения. Технические требования Заготовки судовых валов и баллеров рулей из коррозионно-стойких ста- лей Технические требования ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Термины и определения ЕСЗКС. Металлы и сплавы. Покры- тия металлические и неметалличе- ские неорганические. Общие тре- бования к выбору ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Виды, ряды толщин и обозначение ЕСЗКС- Покрытия металлические н неметаллические неорганические. Технические требования ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические Правила приемки и методы кон гроля ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процес- сов получения покрытий ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору Покрытия металлические и иемсгач- лические неорганические защитно- декоративные. Классификация. Обо- значения. Требования к выбору Покрытия металлические и неметал- лические неорганические судовых деталей. Технические требования 360
Продолжение табл. 10.1 Классификацион- ная группе (по ГОСТ 9.101—78) стандарта Наименование стандарта Органические по- крытия ОСТ 5.9145-82 ОСТ 5.9506 80 ОСТ 5.9510-80 ОСТ 5.9039—79 ОСТ 59778—79 ОСТ 5.9246—75 ГОСТ 9.073-77 ГОСТ 9.105—80 ГОСТ 9.104—79 ГОСТ 9.032—74 ГОСТ 9 402—80 ГОСТ 9.403-80 ГОСТ 23852—79 ОСТ 5.9022 82 ОСТ 5.9566—83 ОСТ 5.9400—82 ОСТ 5.9723—78 ОСТ' 5 9315—7У ОСТ 5 9827—80 Покрытия металлические и неметал- лические неорганические Типовые технологические процессы Покрытия окисные деталей из алю- миниевых сплавов. Технические требования Покрытия окисные деталей из алю миниевых сплавов. 1 иповые тех- нологические процессы Покрытия цинковые защитные сталь- ных судовых трубопроводов Тех нические требования Покрытия цинковые защитные сталь- ных судовых трубопроводов. Типо- вой технологический процесс Покрытия металлические и неметал- лические неорганические для мор- ского приборостроения. Требова- ния к выбору видов и тплщнн. Тре- бования к покрытиям ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Термины и определения ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Классификация и основные пара- метры мещдов окрашивания ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Группы условий эксплуатации ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Классификация и обозначение ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверх- ностей перед окрашиванием ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Методы испытаний Покрытия лакокрасочные. Общие требования к выбору но декоратив- ным свойствам Материалы лакокрасочные Марки Покрытия лакокрасочные. Типовые технологические процессы окраши- вания судов Покрытия лакокрасочные. Выбор по- крытий. Технические требования Покрытия лакокрасочные для судо вого приборостроения. Типовые технологические процессы Покрытия лакокрасочные для изде- лий судового машиностроения. Си- стемы покрытий, область примене ния, свойства Покрытия лакокрасочные для изде- лий судового машиностроения. Ти- повые технологические процессы 361
Продолжение табл. !0.1 Кл асснфм к а циои- ная группа (по ГОСТ 9 101-78) Номер стандарта Наименование стандарта Временная про- тивокоррози- онная защита Электрохимиче- ская защита ОСТ 5.9893 82 ОСТ 5.9656-77 ГОСТ 9.103-78 ГОСТ 9.014—78 ГОСТ 9.028-74 ГОСТ 24927—81 ГОСТ 23216-78 ОСТ 5.9527—81 ОСТ 5.9583-75 ГОСТ 26.501 85 ГОСТ 9.056-75 ГОСТ 26251—84 ОСТ 5.9149—83 ОСТ 5.9012-80 ОСТ 5 9741—85 ОСТ 5.9522—78 Покрытия лакокрасочные для изде- лий судового машиностроения. Под- готовка поверхности под окраши- вание. Типовые технологические процессы Материалы герметизирующие. Марки. Типовые технологические процессы герметизации Временная противокоррозионная за- щита металлов и изделий. Термины и ощеделення ЕСЗКС. Временная противокоррози- онная защита изделий. Обв(ие тех- нические требования ЕСЗКС. Заготовки, детали и сбороч- ные единицы металлических нэде лий. Межоперациовнан защита. Об- щие технические требования Временная противокоррозионная за- щита изделий электронной техники. Технические требования и методы испытаний Изделия электротехнические. Хра пенне, транспортирование, консер- вация, упаковка. Общие техниче- ские требования и методы испыта- ний Трубы и изделия общего назначения судовых систем. Очистка и консер- вация (до монтажа). Типовой тех- нологический процесс Механизмы и оборудование судовые. Типовые технологические процессы консервации и переконсервации Корпуса морских судов. Общие тре- бования к электрохимической за- дние Стальные корпуса судов. Электро- химическая защита при долговре- менном стояночном режиме. Общие технические требования Протекторы для защиты от коррозии. Технические условия Защита катодная корпусов судов. Правила и нормы проектирования Защита протекторная корпусов су- дов. Правила а порщ.1 проектиро- вания Защита катодная корпусов судов. Типовой технологический процесс монтажа Защита протекторная корпусов су- дов. Типовой технологический про- цесс монтажа 362
Продолжение табл. 10.1 Классификацион- ная группа (по ГОСТ 9 101—781 Номер стандарта Наименование стандарта Коррозия и за- шита металлов ОСТ 5.9898—83 ОСТ 5.5315-76 ОСТ 59067—71 ГОСТ 5272—68 ГОСТ 9.039- 74 ГОСТ 9.076- 77 ГОСГ 9.902—81 ГОСТ 9.905—82 ОСТ 5.9255-76 ОСТ 5.9761—79 ОСТ 5 9764—79 ОСТ 5.5104—79 Узлы анодные систем катодной за- щиты корпусов судов от коррозии. Технические условия Защита протекторная судовых тру- бопроводов, аппаратов и оборудо- вания. Правила и нормы проекти- рования Протекторы для судовых теплообмен- ных аппаратов Коррозия металлов. Термины ЕСЗКС- Коррозионная агрессивность атмосферы Изделия электронной техники. Ме- тод оценки коррозионной стойкости ЕСЗКС. Материалы полимерные. Ме- тоды ускоренных испытаний на коррозионную агрессивность Методы коррозионных испытаний Об- щие требоовпия Металлы и покрытия для судострое- ния. Методы ускоренных коррози- онных испытаний Защита комплексная судов от кор- розии- Общие технические требо- вания Защита от коррозии внутренней по- верхности балластируемых танков и цистерн морских судов. Основные положения Трубопроводы судовые. Методика рас- чета безотказности и допустимые скорости потока морской воды
Приложение 2 Химические методы удаления продуктов коррозии с образцов после испытаний по ГОСТ 9.907—8з Металл Раствор Режим травления Компоненты Концентрация Темпера тура. °C Продол- житель- с/дм’ см’/дм’ железо, Соляная кислота (илопикть у = _ 1.19) Трехокись сурьмы 20 Г 1000 20 -25 25 Двухлорисгое олово 50 г Гидроксид натрии Гранулированный ЦИНК 50 г 200 г - КО -90 30—40 Соляная кислота (у - 1,19) 500 18-25 5- 10 Ингибитор ПБ-5 10 — Низколеги- рованные и средне- легирован- ные стали Сернан кислота (у = = 1,84) Тиомочевина Паста состава: 5 100 20 10- 30 соляная кисло- та (у = 1-19) - 470 фильтровальная бумага 40 г — 18- 25 0,5-30 уротропин 10 — натриевое жид- кое стекло — 50 Коррп-ШОН но-стойкие стали Серная кислота (у = =- 1,84} Лимонная кислота 100 50 60 5 Ингибитор (тиомо чевииа или бета нол хинолиновый) 2 г 364
Продолжение приложения 2 Металл Раствор Режим травления Компоненты Концентрация ратура. Продол- г/дм’ сы’/дм’ Коррозион- но-стойкие стали Азотная кислота 1.42) Лимотшо- кислый двухзамещен ный аммоний Ортофосфорная кис- лота (у = 1,59) Гидрохинон Бутиловый нормаль- ный технический спирт Этиловый спирт рек тпфикованный Ортофосфорная кис- лота (? — 1.59) Г идрохипоп Вспомогательные вещества ДТ-7 и ДТ-70 150 10 50 200 5 5 100 300-350 300 -350 60 70 20 20 20 10-60 10 -20 10-20 Алюминий и его сплавы, покрытия горячие и мстаяли- зационные Ортофосфорная кис- лота (у = 1,59) Окись хрома (VI) Азотная кислота (Т- 1.42) 20 50 300 80—95 18—25 5-Ю 10-20 Медь и ее сплавы, покрытия Серная кислота (у = = 1.84) Соляная кислота (у- 1,19) - 100 100 20—25 20-25 1- 3 365
Приложение 3 Электрохимические методы удаления продуктов коррозии с образцов после испытаний по ГОСТ 9.907—83 Раствор Режим электрохими- ческой обработки Металл Компоненты Концентрации Темпе Продол- Плот г/дм* сы’/дм’ Шмнн- А/ДМ' Сталь, железо, чугун и коррозиои во-стойкие Гадроксмд на- трия Гидроксид на- трия Серпо-кислый иа- Углекислый на- Сернан кислота (V- 1,84) Ингибитор (тио- мочевина ИЛИ бетанафтол хи нолиновый) Серная кислота (Т—1.84) Уротропин 100 75 25 75 0,5 г 5—10 28 20 20 75 20-25 20-40 20 40 1—2 1—2 20 0,1 --0,15 Хромо- никелевые аустенит- ные и хромистые стали Серная кислота (?=1,84) Ингибитор для черных метал- лов - 50 6 20 1—3 5 Медь и ее сплавы, покрытия Гидроксид ка ЛИЯ 7,5 - 20—25 1—3 । Серная кислота (у - 1.84) - 50 20 -25 1-2 0,1—0.15 366
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ А.исогин Ф Ф Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных ста- лей М.: Металлургия, 1074 256 с. Акинов Г В. Теорки и методы исследования коррозии металлов. М.—Л.: Изд-во АН СССР, 1945. 414 с Ляскин О. А. Основы гидрохимии: Учеб, пособие для гидрометеорол. ин-тов и гос. ун-тов. Л.: Гцдрометеоиздат, 1970. 444 с. Антропов JT. И. Теоретическая электрохимия: Учеб для хим. и хим.-тех- нол. спец вузов. 4е изд., перераб. и доп. М.: Высш, шк., 1984. 519 с. Бельм В. А., Довеяло В. А., Юрксеич О. Р. Полимерные покрытия. Минск: Наука и техника, 1976.415 с Бибиков Н. Н., Люблинский Е. Я Защита от коррозии танков и балласти- руемых цистерн нефтеналивных судов Л.: ЦНИИ «Румб», 1977. 131 с Бибиков Н. И., Люблинский Е. fl., Поварова Л В. Электрохимическая за- щита морских судов от коррозии. Л : Судостроение, 1971. 264 с. Бэкман В., Швенк В. Катодная защита от коррозии: Справочник/Пер. с нем. под ред. И. В С'грижевского. М : Металлургия, 1984. 496 с Василев К. И. Зашита на корабите от коррозии и обрастваие. София: Тех- ника. 1982 272 с. Вишенков С. А. Химические и электрохимические способы «каждения ме- таллопокрытий. М.: Машиностроение, 1975. 312 с. Гоц В. Л.. Ратников В 11., Гисин П. Г. Методы окраски промышленных из- делий. М._ Химия, 1975. 263 с Грилихес С fl. Оксидные и фосфатные покрытая металлов/Лод ред. П. М. Вя- чеславова бе изд , перераб. и доп. Л.. Машиностроение. Ленингр отд-ние, 1985. 96 с Гуревич Е С , Искра Е В., Куцевалова Е. П. Защита морских судов от обрастания Л Судостроение, 1987. 200 с Дамаскин Б. Б., Петрий О. А. Электрохимия- Учеб плгобис для хим. фак, ун-тов. М.- Высш шк , 1987 295 с. Даеоян М А , Пальмская И Я. Оборудование цехов электрохимических по- крытий; Учеб, для машиностроит. техникумов 3-с изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1979 287 с Емелин М. И., Герасименко А А. Защита машин от коррозии в условиях эксплуатации. М • Машиностроение, 1980 224 с. Жук Й. П Курс теории коррозии и защиты металлов Учеб пособие для студентов металлург, спец, вузов М • Металлургия, 1976. 472 с Зетина Г В Обрастания в морях СССР/П«л ред Г И Беляева М Изд-во МГУ, 1972 214 с. Зобачее Ю. Е., Соминская Э. В. Защита судов от коррозии и обрастания. М.: Транспорт, 1984. 175 с. Иоссель Ю. Я , Кленов Г. Э., Павловский Р. А. Расчет и моделирование кон- такт>йтГ| коррозии суд|>вых конструкций. Л • Судостроение, 1979. 264 с. Искра Е. В. Лакокрасочные материалы и покрытия в судостроении Справоч- ник. Л : Судостроение, 1984 .368 с. 367
Искра Е. В., Kyiveajmea Е- Н. Технология окраски судов: Учеб- для сред, проф.-техв уч-щ. 2-е изд., перераб. и доп Л.- Судостроение, 1981. 312 с. Кодек В. М , Кукурс О К , Пурин Б. А. Защита металлов от коррозии. Рига: Авотс, 1981. 174 с. Кеше Г. Коррозия мет. и лов: физ-хим. принципы и актуал. пробл; Пер. с нем. М.: Металлургия, 1984 400 с. Кириллин В. л., Сычев В. В., ШеЙндлин А Е. Техническая термодинамика: Учеб, для теплоэнерг. спец, вузов 4-е изд. М-: Эиергоатомиздат, 1983. 416 с. Колопыркин И М. Металл и коррозия. М : Металлургия, 1985. 88 с. Коррозия и защита морских судов/И. Я- Богорзд, Е. В. Искра, В. А. Кли- мова, Ю. Л. Кузьмин. Л.; Судостроение, 1973. 392 с. Корразия и защита судовых трубопроводов/К. Н. Явдушкип, К- В. Дри- зен, Б.М. Образцов, И. Л. Алексеенко. Л.: Судостроение, 1978 192 с. Коррозия-. Справочник: Сокр. пер. с англ./Под ред. Л. Л. Шрайера. М.; Металлургия, 1981. 631 с. Кудрявцев И. Т. Электролитические покрытия металлами. М.: Химки, 1979. 351 с Кузнецов Ю. И., Люблинский Е. Д. Ингибиторы для защиты от коррозии при отстое, храпении и транспортировке нефти. М,- ВНИИОЭНГ, 1980. 73 с. Куликов А. Т. Материалы и арматура для судовых трубопроводов: Справ, пособие. Л.: Судостроение, 1973. 279 с. Лакопрас&ише покрытан в машиностроении: Справочник/Л С. Бобков, А. Н. Васюкова, Е. Н. Владычица и др.; Под ред. М. М. Гольдберга. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1974. 576 с. Лобанов С. А. Практические советы гальванику. Л : Машиностроение, 1983. 248 с Люблинский Е. И- Протекторная защита морских судов и сооружений от коррозии. Л.: Судостроение, 1979. 188 с. Он же. Что нужно знать о коррозии. Л.: Лениздат, 1980. 192 с. Морская коррозия: Справочник: Пер. с англ /Под ред. М. Шумихсра. М.: Металлургия, 1983. 512 с Мудрое О. А., Сиыенко И. М., Шипит В. С. Справочник по эластомерным покрытиям и герметикам в судостроении. Л.; Судостроение, 1982. 184 с. Охрименко И. С. Верхоланцев В. В. Химия и технологии пленкообразующих веществ: Учеб, пособие для вузов. М.: Химия, 1978. 392 с. Плудек В. Защита от коррозии на стадии проектирования: Пер. с англ. М-: Мкр, 1980. 440 с. Попов Н. И., Федоров К Н , Орлов В. М. Морская вода: Справ, руководство/ Под ред. А. С. Монина. М.: Паука, 1979 327 с. Ранее X. Д., Стефанова С. Т. Справочник по коррозии- Пер. с болг. М.: Мир, 1982. 519 с. Розенфельд И Л. Коррозия и защита металлов: Локальные коррозионные про- цессы. М_: Металлургия, 1970 448 с. Ротинян А. Л., Тихонов К П., Шпщина И. А. Теоретическая электрохнмия/Пол пед. А. Л Ротиняна. Л,- Химия, 1981. 424 с. Рябин В. А . Остроумов М. А., Свит Т- Ф- Термодинамические свойства веществ: Справочник. Л.: Химия, 19/1. 390 с. Садаквв Г. А., Ссменчук О. В., Филимонов Ю. А. Тел т>.тогия гальванопла- стики: Справ, пособие. М.: Машиностроение, 1979. 160 с. Свойства элементов: Справочник- В 2-х ч./Под ред. Г В. Самсонова 2-е изд. М : Металлургия, 1976. Ч. !, 599 1-; Ч. И, 383 с. Стили Дж. Осковы учения о коррозии и защите металлов. Пер с аим. М. Наука, 1978. 223 с Скорчеяяетти В. В. Теоретические основы коррозии металлов Л.: Химия, 1973. 264 с. Справочник по алектрохимии/Р. К Астахова, А. А. Белюстин, В. В Берен- блпт и др.; Под ред. А. М. Сухотина Л.: Химия, 1981. 488 с. Справочник химика, В 6-тп т М —Л Химия, 1966- 1987. Т. I, 1072 с.; Т. 111. 1008 с. 368
Cythtbu! покрытия- Справочник^ А Дрннбсрг, 3 3. Калаче, Н II .'кница и др Л Судостроение, 1982. 204 с. Томатов Н. Д Теория коррозии и зашиты металлов. М Итд-во АП СССР, 1959. 592 с. Фокин М. U., Жигалова К. А. Методы коррозионных испытаний металлов. М.: Металлургия, 1986. 80 с. Фреймам. Л. И., Макаров В. А., Брыскил И. Е. Потенциостатпческпе методы в ворроэионпых исследованиях и электрохимической затнте/Под ред. Я М. Ко лотыркина. Л.: Химия, 1972. 239 с. Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний: Справочник. М.. Метал- лургия, 1978. 302 с. Дкомев А. Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий: Учеб, пособие для вузов. Л.: Химия, 1981. 352 с. Яковлев А. Д., Евстигнеев В. Г., Гисин П. Г Оборудование для получения лакокрасочных покрытий: Учеб, пособие для вузов. Л,: Химия. 1982. 192 с. Яковлев А. Д., Здор В. Ф_, Каплан В. И Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе. 2-е изд., перераб Л..- Химия, 1979 254 с. Ямпольский А. М. Гальванические покрытия: Учеб, для техн, уч щ Л.: Машиностроение, 1978 1Ь8 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ . ..................................... 3 1. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТЕОРИИ КОРРОЗИИ И ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ............................ 5 1.1. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ В СУДОСТРОЕНИИ. 1.2. КОРРОЗИОННЫЕ СРЕДЫ . . 1.2.1. Классификация........... 1.2.2. Морская вода ........... 1.2.3. Речная вода............. 1.2.4. Озерная вода............ ... 1.2.5. Подтоварная вода . . .... 1.2.6. Нефтегрузы ................... - - - 1.2.7. Атмосферный воздух ..... ............. 1.2.8. Парогазовая фаза ............. . .... 1.2.9. Продукты сгорания топлива . 1.2.10. «Инертные» газы........ 1.2.11. Прочие грузы ....................... 1.3. ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ КОРРОЗИИ . . 1.3.1. Определения и общие закономерности .... 1.3.2- Термодинамическая возможность коррозии 1.3.3 Механизм электрохимической коррозии . . 1.4. КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ КОРРОЗИИ . . . 1.4.1- Определен ки и показатели........ 1.4.2. Химическая коррозия в газовых средах . 1.4.3. Химическая коррозия в жидких средах . 1.4.4 Электрохимическая коррозия . ................. 1 4.5 Некоторые особенности кинетики электрохимической кор- розия . .................. ................ 1.5. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ. . 1.5.1 Рациональное проектирование ............... 1.5.2. Пассивная защита.............. 1.5.3. Актваиая защита .. . . 1 5.4. Комбинированная защита........ 10 10 10 10 10 11 13 17 17 18 19 19 22 23 23 23 24 25 2 . КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ................... 26 2 1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ . . 26 2 2. КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕ- РИАЛОВ .............................................. 26 2.2.1. Классификация стэлей.............. . . 26 2 2.2. Углеродистые и низколегированные стали . . ... 26 2.2.3. Легирозаиные и высоколегированные стали ..... 26 2.2.4. Сплавы на основе меди . . . ... 29 2.2.5. Алюминиевые сплавы ......................... 29 370
3. КОРРОЗИЯ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДЫ защиты от КОРРОЗИИ......................................... 30 3.1. ОБОБЩЕННАЯ ОЦЕНКА КОРРОЗИИ СУДОВЫХ КОН- СТРУКЦИЙ .............................................. 3 2. ПРАВИЛА РЕГИСТРА СССР, СВЯЗАННЫЕ С КОРРОЗИЕЙ СУДОВ ................................................. 3.3. ХАРАКТЕРНЫЕ ВИДЫ КОРРОЗИИ СУДОВЫХ КОНСТРУК- ЦИЙ ......................... ......................... 3.3.1. Общие положения........... 3.3.2. Контактная коррозия............ 3.3 3. Коррозия сварных соединений................ 3 3 4. Коррозия в результате тепловой обработки металла кон- струкций ......................................... 33.5. Коррозионпо-усталостиая прочность 3 4 КОРРОЗИЯ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ .... 34 1. Подводная часть стальных корпусов судов. 3 4 2 Подводная часть алюминиевых корпусов судов. 34 3 Винторулевой комплекс ................. 3 4.4 Гребные винты............ 3.4.5. Гребные валы..... 3 4 6. Дейдвудиые трубы . . 3 4.7. Перья рулей.... 3.4.8. Баллеры рулей .... 3.4.9. Направляющие насадки 3.4.10. Крыльевые устройства .... 3.4.11. Палубные перекрытия .... 3.4.12. Внутрикорпусные конструкции............... 3.5 МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И ОБРАСТАНИЯ ОС- НОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НИМ . . . 4. СУДОВЫЕ ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ.......................... 4.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ. ОС- НОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НИМ................................ 4 2. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ........................ 4 2 1. Классификация лакокрасочных материалов... 4.2.2. Основные компоненты лакокрасочных материалов.... 4.2.3. Грунтовки ................................. 4.2.4. Шпатлевки ... ... ... 4.2.5. Эмали и краски............ 4.3. ТЕХНОЛОГИЯ ОКРАСОЧНЫХ РАБОТ .... ... 4.3 1 Подготовка поверхности под окраску ......... 4.3.1.1 Механическая очистка (51) 4.3 1.2 Химиче- ская и электрохимическая очистка (54) 4.3.2. Нанесение лакокрасочных материалов......- • 4.3.2.1. Подготовка лакокрасочных материалов (&7) 4.3.2.2 Способы нанесения материалов (59). 4.3 2 3. Тех- нологические особенности нанесении некоторых покры- тий (63). 4 3.2.4. Технология окрашивания при неблаго- приятных метеоусловиях (65) 4.3.3. Контроль качества лакокрасочных материалов и окрасоч- ных работ ..................................... 4.3.3.1. Контроль качества подготовки поверхностивюа 4.3.3.2. Контроль качества лакокрасочных материалов ( J 4.3.3.3 Контроль качества лакокрасочных покрытии < ) 30 31 32 32 32 32 33 34 34 34 35 35 36 37 37 37 wwoico <м со со ю юсосоое? о о iCOCOW'T^ Ч1 V Ч|Ч’’1|Ч-Ч‘ЙЙЙЙ 371
5. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ ....................................................... 69 5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКРЫТИЙ ................................... 69 5.2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДАМ ПОЛУЧЕНИЯ ПО- КРЫТИЙ ................................................... 69 5.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОКРЫТИЯМ . 70 5.4. НАЗНАЧЕНИЕ ПОКРЫТИЙ........................................ 70 5 5 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИИ. 70 5.5 1. Контроль качества основного металла .... 71 5.5.2. Контроль качества покрытия....................... 71 5.5 2 1. Внешний вид покрытия (72). 5 5.2 2. Толщина покрытия (72). 5.5.2.3. Пористость покрытия (73) 5.5 2 4. Прочность сцепления (73) 5 5 2 5. К вопросу о защитных свойствах (74). 55 2 6. Защитные свойства неметаллических неорганических покрытий (74) 5 5.2 7. Химический состав (74). 5 5.2.8. Специальные свой- ства (74). 6. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА.................................... 75 6.1. МЕХАНИЗМ И ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗА- ЩИТЫ МЕТАЛЛОВ В МОРСКОЙ ВОДЕ.................. 75 6.1.1. Общие положения................................... 75 6.1.2. Защита от общей и контактной коррозии............. 76 6.1.3. Защита от коррозионно-механических разрушений. ... 78 6.2. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ. РАЗМЕЩЕНИЕ И МОНТАЖ................................. 79 6.2.1. Протекторные сплавы............................... 79 6.2.1.1. Состав протекторных сплавов (79). 6.2 1.2. Ос- новные свойства протекторных сплавов (80) 6 2 1 3 Свой- ства протекторных сплавов в зависимости от изменения эксплуатационных факторов (81). 6 2.1 4. Свойства про- текторных сплавов в танках нефтеналивных судов (82) 6.2.1.5. Принципы выбора протекторных сплавов (83) 6.2.2. Протекторы........................................ 84 6.2.2 1. Конструкции протекторов (84). 62 2 2 Индек- сация типов протекторов (84). 6.2.2.3. Типоразмеры и об- ласть применения протекторов (85) 6 2.3. Типовые узлы крепления протекторов................ 85 6 2.4. Монтаж протекторов................................ 85 6 2 4.1. Общие требования (85) 6.2.4.2 Порядок мон- тажа (86).................................. 6.2 5. Анодные узлы и околоанодные экраны 86 6.2 6. Источники питания ватодной защиты 90 6.2.7. Электроды сравнения............................. 92 6 2 8. Контактно-щеточные устройства..................... 93 63. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ 93 6.3.1. Системы катодной защиты......................... 93 6 3 2. Системы протекторной защиты подводной части судов со стальными корпусами.................................. 99 63 3 Системы протекторной защиты подводной части судов с корпусами из алюминиевых сплавов..................... 102 6.3-4. Системы электрохимической защигы судов и морских сооружений, эксплуатируемых на стоянках................ 104 7. КОМПЛЕКСНАЯ ЗАЩИТА СУДОВ ОТ КОРРОЗИИ И ОБРАСТАНИЯ 105 7.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ......................... »05 7.2. РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ............. 106 7.2.1. Основные принципы................. 103 372
7.2.2. Оценка агрессивности коррозионной среды и условий эк- сплуатация ........................................... 106 7Я.З. Выбор материалов и оценка технологии их обработки. . 107 7.2.4. Оценка совместимости материалов в конструкциях. . . 108 7.2.5 Рациональные методы конструирования................... 108 7.2.5.1. Общие правила для устранения контактной кор- розии (108). 7,2.5 2. Общие ирваила для устранения ще- левой коррозии (НО). 7.2.5 3. Общие ирваила для устра- нения застойных зон (111) 7.2.5 4. Общие правила для снижения рварушающего действия потока коррозионной среды (112). 7.2.S.5. Общие правила для устранения кор- розионно-механических разрушений (113)- 7.2.5.0 Вы- бор оптимальных толщин элементов конструкций (114) 7.3. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ КОНСТРУКЦИЙ, ВЫСТУПАЮЩИХ НА ПОДВОДНОЙ ЧАСТИ КОРПУСОВ СУДОВ.................... 114 7,4. ЗАЩИТА ОТ КОНТАКТНОЙ КОРРОЗИИ СОПРЯЖЕНИЙ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛ- ЛОВ ..................................................... 115 7 5. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ НАДВОДНОГО БОРТА» ПАЛУБЫ И НАДСТРОЕК.............................................. 115 7.6. ЗАЩИТА ТАНКОВ И ЦИСТЕРН СУДОВ И ПЛАВУЧИХ СРЕДСТВ ................................................. 115 7.6.1. Допустимый коррозионный износ................ 115 7 6.2. Фактический коррозионный износ .............. 116 7.6 3. Системы защиты от коррозии............... . . 117 7.6 4, Технические характеристики элементов емстем защиты 117 7.6.4.1. Протекторная защита (117). 7.6.4.2. Лакокрасоч- ные покрытия (119). 7 6.4 3. «Инертные» газы (120) 7 6,4 4. Ингибиторы коррозии (120). 7.6 4.5. Особые ус- ловия и требования (120). 7 6-4.6. Замечавия (121) 7.7. ЗАЩИТА СУДОВЫХ СИСТЕМ ОТ КОРРОЗИИ . . . 121 7.7.1. Материалы и коррозионная стойкость труб в морской воде .............................................. 121 7.7.1.1. Углеродистые стали без покрытия (121). 7.7.1.2 Чугуны (122) 7.7.1.3. Коррозионно-стойкие стали (122). 7.7.1 4 Медь и сплавы па медной основе (122). 7.7.1.5 Алюминиевые сплавы (124). 7.7.2 Материалы и коррозионная стойкость арматуры и обору- дования судовых систем в морской воде................. 125 7 7 3 Защита от коррозии в морской воде трубопроводов из уг- леродистых стэлей..................................... 125 7 7.3.1. Цинкование труб (125). 7.7 3 2. Эмалирование труб (126). 7.7.3.3. Футерование труб (127). 7.7.3.4. За- щита полимерными покрытиями (129) 7.7.4. Защита трубопроводов из меди и сплавов на медной ос- воие в потоке морской воды .......................... 129 7.7 5 Защита алюминиевых трубопроводвз..................... 130 7.7.5.1. Способы защиты (180). 7 7.5.2. Особенности за- щиты (131) 7 7.6 Защита трубопроводов от контактной коррозии.... 131 7 7.6 1. Рациональное проектирование (132),7 7.6 2 Элск- троизоляция соединений (132). 7.7.6.3. Протекторная за- щита (133). 7.7,6.4. Применение «жертвенных» патрубков и патрубков, футерованных полиэтиленом (134) 7.7.7. Защита от избирательной и питтинговой коррозии в мор- ской воде.................................................. 135 7.7 7.1. Арматура и оборудование (135). 7.7.7.2. Фланцы и кольца из латуки Л90 (136) 373
7.8 ОБРАСТАНИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА МОР- СКИХ СУДОВ.................................................. 136 7.8.1. Понятия и характеристики обрастания морских судов 136 7.8.1.1. Обрастание различных элементов судна (137) 7.8.1.2. Взаимное влияние эксплуатационно-конструктив- ных факторов судна н обраставия (137) 7.8.2. Физико-химическая защита морских судов от обрастаяки 138 7.8.2.1. Разновидности и основные характеристики за- щиты (135). 7.8 2 2. Технологические параметры (13S). 7.8 2,3. Системы защиты и их характеристики (139) 7.9. ПРАВИЛА РЕГИСТРА СССР, СВЯЗАННЫЕ С ЗАЩИТОЙ СУДОВ ОТ КОРРОЗИИ........................................... 140 8. ЗАЩИТА СУДОВ ОТ ЭЛЕКТРОКОРРОЗИН . 142 8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ........................................ 142 8.2. ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРОКОРРОЗИИ СУДОВ .................. 142 8.2.1. Электрокоррозия под действием постоянного тока. . 142 8.2.2. Электрокоррозия под действием переменного тока. . . 144 8.3. ЭЛЕКТРО КОРРОЗИЯ СУДОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТОКОВ УТЕЧКИ...................................................... 144 8.3.1. Причины электрокоррозии судов под действием токов утечки.............................................. 144 8.3.2. Оценка скорости электрокоррозии при однопроводной схе- ме электроснабжения судна .......................... 146 8.3.3. Оценка скорости электрокоррозии при централизованном эиекзроснабжении судов. Расчет уравнительных токов 147 8.4. ЭЛЕКТРОКОРРОЗИЯ СУДОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ БЛУЖДА- ЮЩИХ ТОКОВ ................................................. 148 8.4.1. Причины электрокоррозии судов под действием блужда- ющих токов.......................................... 148 8.4.2. Оценка скорости электрокоррозии под действием блуж- дающих токов........................................ 149 8.5. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ СУДОВ ОТ ЭЛЕКТРОКОРРОЗИН. . 150 8.5.1. Рациональные схемы электроснабжения судов .... 150 8.5.2. Способы емижения уравнительных токов. ........ 151 8.5,3. Дренирование тока электрокоррозии. Расчет дренажных проводов............................................ 152 8.5.4. Применение электрохимической защиты........... 154 8.6. КОНТРОЛЬ ЗАЩИЩЕННОСТИ СУДОВ ОТ ЭЛЕКТРОКОР- РОЗИИ ...................................................... 155 8.6.1. Показатели н критерия защищенности судов от электро- коррозии ........................................... 155 8.6.2. Организация контроля защиты судов от электрокоррозии 156 S. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОВ И СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ .............................................. 158 9.1. ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ НАЗНАЧЕ НИЕ И ТРЕБОВАНИЯ . . . 158 9.1 1. Общая коррозия . . 159 9.1.2. Щелевая коррозия...... 160 9.1.3. Межаристаллитная коррозия . . 1Ы 9.1.4. Коррозионное растрескивание .... 161 9.1.5. Коррозия в движущейся морской воде. 162 9.1.6. Кавитационная эрозия ......................... 163 9.2. СТЕНДОВЫЕ И НАТУРНЫЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ . . 163 9.2.1. Атмосферные испытания...................... 163 9.2.2. Нснытанки при полном погружении............ 164 374
9.2.3. Испытания при переменном погружении 164 9.2.4 Испытания в движущейся воде ... 164 9.2 5 Испытания иод напряжением ....................... 164 9 2.6. Испытания в глубоководной и сероводородной зонах. . 165 9.3. МЕТОДИКИ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ................ 165 9 3.1. Изготовление и подготовка образцов для исследований 165 9 3 2 Оснастка и приспособления для коррозионных испытаний 165 93 3 Оборудование и приборы для контроля коррозионных ис- следований ....................................... 168 9 4. МЕТОДИКИ СТЕНДОВЫХ И НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ 173 9 4 1. Изготовление и подготовка образцов, макетов и конструк- ций для стендовых и натурных испытаний......... 173 9 4 2. Оборудование и приборы для стендовых и натурных ис- пытаний ....................................... 174 10. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕК- ТЫ ЗАЩИТЫ СУДОВ ОТ КОРРОЗИИ................................. 177 10.1 СТРУКТУРА ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ СЛУЖБЫ в СТРАНЕ............................................. 177 10.1.1. Межведомственный изучно-техническнй совет во за- щите металлов от коррозии....................... 177 10.1.2. Отраслевая противокоррозионная служба . . 178 10.1.3. Республиканская противокоррозионная служба .... 180 10.1.4. Головная организация отрасли по защите металлов от коррозии ........................................... 180 10.1.5. Противокоррозионная служба предприятия......... 182 10 2. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ СУДОВ ОТ КОР- РОЗИИ ............................................. 183 10.3. ОРГАНИЗАЦИЯ У ЧЕТА ПОТЕРЬ ОТ КОРРОЗИИ И ЗАТРАТ НА ПРОТИВОКОРРОЗИОННУЮ ЗАЩИТУ...................... 183 10.3.1. Государственная статистическая отчетность...... 183 10.3.2. Анализ потерь от коррозкн металла и затрат на противо- коррозионную защиту.............................. 184 Приложение 1. Таблицы к главам 1—10........................... 187 Приложение 2. Химические методы удаления продуктов коррозии с об- разцов после испытаний по ГОСТ 9.907—83 ....................... 364 Приложение 3. Электрохимические методы удаления продуктов коррозии с образцов после испытаний по ГОСТ 9.907—83 . 366 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.............................................. 367