Размещено на http://www.allbest.ru/

Эффективность применения металлического цинкового покрытия для антикоррозионной защиты трубопроводов горячего водоснабжения (ГВС)

Косачев В.Б.

Гулидов А.П.

Аннотация

Трубопроводы ГВС составляют значительную часть от всех систем тепловодоснабжения, поэтому вопрос о защите труб ГВС от внутренней и внешней коррозии стоит так же остро, как и для трубопроводов теплоснабжения.

Наибольший интерес для потребителя представляют металлические антикоррозионные покрытия, благодаря возможности их нанесения, как на внешнюю, так и на внутреннюю поверхность трубы.

Необходимые рекомендации при выборе металлических защитных покрытий

При оценке возможности применения металлических покрытий для антикоррозионной защиты, необходимо учитывать ряд технико-экономических факторов, влияющих, в конечном итоге, на стоимость покрытий:

- стоимость металла покрытия, масштабы его производства в стране, природные запасы;

- технологичность и производительность способа нанесения покрытия;

- степень использования стандартного оборудования, возможность механизации технологического процесса, ориентировочная стоимость покрытия;

- возможность нанесения в технологическом цикле изготовления конструкции (использование производственных площадей и мощностей, а так же типового проекта предприятия);

- возможность нанесения покрытия при ремонте трубопровода (в полевых условиях) или при монтаже (в трассовых условиях) [1].

труба водоснабжение антикоррозионный цинковый

Существующая практика применения металлических покрытий

Для возможности удовлетворения выше перечисленным рекомендациям при выборе металлических покрытий, предлагались защитные покрытия из хрома, никеля, кадмия, цинка и алюминия.

Исходя из стоимости, наибольший интерес для потребителя долгое время представляло и до сих пор находит массовое применение металлическое цинковое покрытие для защиты систем ГВС как от внутренней, так и от наружной коррозии.

Стоимость трубы с цинковым металлическим покрытием в два раза дороже трубы без покрытия, но как минимум в два раза дешевле по сравнению с другими металлическими покрытиями, хотя является, как видно из ниже приведенной таблицы, наименее долговечным.

Таблица 1.Скорость коррозии металлических покрытий в воде и паровоздушной среде (по данным испытаний в 2000 году), мкм/год.

^*Покрытия, нанесенные газотермическим способом; состав речной воды, мг/л: Cl^- - 60; HCO^-₃ - 65; SO^2-₄ -125; CaO - 50.

Технология нанесения цинкового металлического покрытия

Исходным сырьем при производстве цинка являются сульфидные цинковые и полиметаллические руды.

Гидрометаллургическим способом получают 85% всего цинка [4].

В зависимости от конфигурации и необходимой толщины наносимого металлического покрытия от 0,005 до 0,5 мм применяют различные технологии по его нанесению [3].

Наибольшее применение для нанесения внутреннего и внешнего цинкового покрытия на трубы наша технология гальванотехники - цинкование в кислых слабокислых и цианистых электролитах. До последнего времени имело место самое широкое применение цинкование в цианистых электролитах из-за наиболее их высокой рассеивающей способности стабильности в работе простоте корректировки и малой чувствительности к недостаткам подготовки имеющем место на практике. Трубы перед цинкованием обезжиривают, а после нанесения покрытия проводят его пассивирование для повышения его коррозионной стойкости и придания ему декоративного внешнего вида [2].

Эксплуатационные характеристики цинкового покрытия при работе их на сетях

При использовании труб с цинковым металлическим покрытием необходимо знать:

- применение оцинкованных стальных труб дает хорошие результаты при работе в холодной и теплой воде при температуре не выше 60 ⁰С;

- цинковые покрытия, кроме барьерно-изолирующих функций, осуществляют также электрохимическую защиту металла трубы при наличии в покрытии сквозного нарушения сплошности (царапин, сплошных дефектов, трещин, пор и т.д.). В гальванической паре железо-цинк покрытие является анодом. Однако при температуре 60-70 ⁰С происходит изменение полюсов гальванической пары железо-цинк. Потенциалы цинка и основного металла могут в этих условиях так значительно измениться, что потенциал железа станет более отрицательным, чем потенциал цинка, и это приведет к тому, что цинк окажется катодом, а сталь - анодом, что приводит к возникновению электрохимической коррозии покрытия;

- в интервале температур 60-85 ⁰С, а так же в водяном паре, скорость коррозии цинка может достигать 1-3 мм/год, поэтому цинковые покрытия для защиты от коррозии стальных теплопроводов не применяются [1].

Следует отметить, что при существующей практике прокладки сетей ГВС с цинковым покрытием и сетей теплопровода в одном канале, часто происходят ситуации возникновения в канале совместного температурного режима, а так же повышения влажности (воздействие водяного пара), что приводит к повышению скорости коррозии внешнего цинкового покрытия труб ГВС и, как следствие, уменьшению их срока службы.

Проблема защиты мест стыковки труб (сварные швы) по определенным причинам до конца не решена и является местом ускоренной коррозии металла.

Опыт применения оцинкованных труб ГВС показывает, что, учитывая вышеперечисленные причины, срок службы труб с цинковым покрытием всего в 1,5-1,8 раза превышает срок службы труб без покрытия.

Требования техники безопасности и экологии при применении цинкового металлического покрытия

Необходимо знать, что при монтаже труб с цинковым покрытием - сварочная работа - в воздух рабочей зоны выделяются пары ZnO и цинковая пыль, которые вызывают так называемую литейную лихорадку (симптомы - озноб, ломота и боль в мышцах, головная боль, тошнота, кашель), поэтому при проведении сварочных работ необходимо строго соблюдать требования техники безопасности, и обеспечить вентиляцию рабочего места (чтобы содержание ZnO в рабочей зоне не превышало его ПДК - 0,5 мг/м³) [4].

С точки зрения экологии металлический цинк безопасен, но следует учитывать, что растворимые соли цинка могут образовываться в результате химического воздействия с химическими элементами, содержащимися в горячей воде, приводят к расстройству пищеварения и раздражения слизистой оболочки [4].

Как следствие, учитывая вышеперечисленные факторы по ТБ и экологии, во многих странах мира отказались от применения цинкового покрытия для труб ГВС, но, учитывая его низкую стоимость по сравнению с другими покрытиями, его используют для защиты труб, применяемых для передачи технической воды в различных производствах.

На сегодняшний день в мире для защиты от внутренней и внешней коррозии труб ГВС трубопроводов теплоснабжения находят все большее применение другие металлические покрытия, такие как алюминиевые, а так же полимерные и эмалированные покрытия.

Исходя из конкретных условий эксплуатации сетей ГВС, заинтересованным организациям необходимо изменить подход в выборе защитных покрытий, и, как минимум, руководствуясь существующими технико-экономическими расчетами, оценить свои возможности по применению того или иного вида защитного покрытия, что позволит:

- значительно увеличить рабочий ресурс трубопроводов;

- снизить аварийность;

- способствовать значительному снижению капиталовложений.

Литература

1. Стрижевский Н.В., Сурис М.А. Защита подземных трубопроводов от коррозии. Москва, «Энергоатомиздат», 1983 г. - с. 158-160.

2. Вольберг В.В., Волков А.Ю. Устройство и эксплуатация оборудования для металлопокрытий и окрашивания. Москва, «Высшая школа», 1991 г. - с. 31, 32, 34.

3. «Химическая энциклопедия», т. 1. Москва, «Советская энциклопедия», 1988 г. - с. 499.

4. «Химическая энциклопедия», т. 5. Москва, «Советская энциклопедия», 1988 г. - с. 379.

Размещено на Allbest.ru