Материаловедение. Коррозийная защита оборудования

 

Как видно из таблицы критические температуры для алюминиевых конструкций в 2-3 раза ниже, чем у стальных элементов.

Если возникает необходимость обеспечить огнестойкость металлических конструкций зданий выше, чем R15, то применяют различные способы повышения огнестойкости этих конструкций.

Предел огнестойкости несущих металлоконструкций зависит от приведенной толщины металла (6пр, мм) и собственного предела огнестойкости. Приведенная толщина металла вычисляется по формуле:

x = S * 10 / P, где:

x – приведенная толщина, мм;

S – площадь поперечного сечения  профиля, см² (определяется путем расчета или по сортаменту ГОСТ на металлический профиль);

P – обогреваемый периметр профиля, см (периметр или его часть, на  которую возможно воздействие  огня или высокой температуры).

Обогреваемый периметр металлоконструкций определяется без учета поверхностей, примыкающих к плитам, настилам перекрытий и стенам при условии, что предел огнестойкости этих конструкций не ниже предела огнестойкости обогреваемой конструкции.

Для ферм и других статически определимых конструкций, состоящих из элементов различного сечения, приведенная толщина металла определяется по наименьшему значению для всех нагруженных элементов. При установлении предела огнестойкости стальных конструкций с огнезащитой по IV предельному состоянию (для конструкций, защищенных огнезащитными покрытиями и испытываемых без нагрузок, предельным состоянием будет достижение критической температуры материала конструкции) в качестве критической температуры следует принимать параметр 500 °С (Пособие по определению пределов огнестойкости, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов, п. 2.34).

 

К наиболее распространенным способам повышения огнестойкости металлических конструкций относятся:

Облицовка металлических конструкций несгораемыми материалами, имеющими высокие теплозащитные показатели.

В качестве облицовок могут быть использованы бетонные плитки, керамические материалы, штукатурка и т.п. Например, слой штукатурки в 2,5 см повышает предел огнестойкости металлических конструкций до R50. Облицовка в 0,5 кирпича повышает предел огнестойкости металлических конструкций до R 300.

Примечание: Для избежания преждевременного обрушения облицовки при действии огня для бетонных плиток и кирпичной кладки применяют армирование, а штукатурку наносят по металлической сетке (одинарной или двойной в зависимости от толщины наносимого слоя).

Данные облицовки достаточно надежны и долговечны. Однако они существенно увеличивают массу конструкций, а сами операции по облицовке являются достаточно трудоемкими.

Нанесение на поверхность металлических конструкций специальных огнезащитных покрытий (красок и обмазок).

Огнезащитные покрытия при воздействии высокой температуры вспучиваются и теплоизолируют металлическую поверхность. Например, слой такой обмазки толщиной 2-3 мм при воздействии высоких температур вспучивается и на некоторое время создает на поверхности защищаемой металлической конструкции слой пористого материала, толщиной 25-35 мм.

Данный способ огнезащиты позволяет увеличить огнестойкость металлических конструкций до величин R45-R60.

Наполнение полых конструкций водой постоянным или аварийным, естественной или принудительной циркуляцией.

Этот способ повышения огнестойкости используется в основном для защиты уникальных зданий (например – Центр Помпиду, Париж, Франция). Вода имеет большие значения теплоемкости. Поэтому циркуляция воды внутри металлических конструкций при пожаре обеспечивает интенсивный теплосъем с поверхности металлических конструкций и значительное замедление их прогрева до критических температур.

Орошение металлических конструкций распыленной и тонкораспыленной водой.

Данный способ огнезащиты металлических конструкций основан на охлаждении металлических поверхностей конструкций, нагревающихся в результате воздействия высоконагретых восходящих конвективных потоков, образующихся во время пожара.  Распыленная вода также достаточно хорошо экранируют металлические поверхности от лучистых тепловых потоков, распространяющихся из пламенной зоны горения.

Устройство в помещениях защитных подвесных потолков.

Для повышения огнестойкости стержневых металлических конструкций, удерживающих покрытия, в частности ферм, наиболее целесообразно применение подвесных потолков монтирующихся из негорючих материалов с высокими теплоизолирующими свойствами, т.к непосредственная огнезащита каждого элемента таким металличсеких конструкций облицовками или вспучивающимися покрытиями весьма трудоемка и недостаточно надежна, так как трудно осуществима в узловых соединениях.

 

 

 

 Вопрос № 3.  Почему красящие составы называют композиционными? Как повышают их долговечность?

 

При выборе окрашивающего состава учитывают множество разных факторов: материал окрашиваемой поверхности, место, где производится окраска (снаружи здания или внутри помещения), температурно-влажностный режим среды.

При окраске новых поверхностей сначала прочищают и исправляют дефекты, сушат, грунтуют и окрашивают. Если после грунтовки останутся небольшие дефекты их исправляют шпаклевкой с грунтовкой, сушат и окрашивают. В первую очередь грунтуют и красят потолки, затем стены.

Старые поверхности осматривают и исправляют различные дефекты, сушат, грунтуют и красят.

Известковыми составами окрашивают фасады кирпичных, каменных, бетонных зданий и сооружений, а также деревянных временных и подсобных сооружений. Срок службы - 1-4 года. Стойкость таких покрытий увеличивают, вводя на 10 л состава 50-100 г поваренной соли. Известковое покрытие набирает прочность за счет карбонизации (отвердевания) извести, что возможно при сохранении в ней влаги, поэтому известковыми составами окрашивают влажные поверхности, избегая воздействия солнца и ветра. При окрашивании по новой штукатурке поверхности грунтуют, затем окрашивают. При старой штукатурке предварительно очищают старый набел и поверхность промывают водой. Окрашивающий состав наносят маховыми кистями или удочкой ручного краскопульта.

Клеевыми составами окрашивают в основном внутренние поверхности помещений. Состав для грунтования подбирают с учетом того, что некоторые пигменты изменяются под действием медного купороса. Для них используют мыловар или квасцовую грунтовку. Огрунтованную поверхность окрашивают через 24 часа. Для окрашивания потолков количество клея уменьшают на 10-15%.

Казеиновыми составами окрашивают внутренние сухие поверхности или оштукатуренные и полностью очищенные от старых набелов фасады. Грунтуют такие поверхности такой же, но более жидкой краской. В казеиновые составы вводят только щелочестойкие пигменты. Наносят их кистями, валиком или удочкой.

Силикатные составы используют для внутреннего и наружного окрашивания по кирпичу, штукатурке, бетону, камню и асбестоцементу (шиферу), но они пригодны для рыхлых и с содержанием органических материалов оснований и пластмасс. Для повышения атмосферостойкости в силикатные краски вводят щелочестойкие пигменты и тальк. Для шпаклевки и подмазки нельзя применять гипсовые или известково-гипсовые растворы, а свежеоштукатуренные поверхности следует выдерживать не менее двух недель для затвердевания известковой части раствора. Силикатные окрашивающие составы наносят на поверхность краскораспылителями, валиком, маховыми кистями, макловицами и ручниками.

 

 

Первый слой по огрунтованной поверхности наносят через сутки после огрунтовывания, а второй - через 10-12 ч после первого.

Цементные и пастовые составы применяют для наружного окрашивания каменных, кирпичных, бетонных, асбестоцементных и пористых поверхностей. Перед окрашиванием поверхность обильно смачивают водой до равномерного увлажнения, а затем окрашивают валиком или жесткой кистью. Эти составы обычно приобретают в сухом виде и используют, в основном, для тонкослойной) декоративного покрытия фасадов.

Водоэмульсионные поливинилацетатные составы применяют для внутреннего окрашивания по дереву, штукатурке, сухой гипсовой штукатурке и другим пористым основаниям, по огрунтованной металлической поверхности и по старым простым покрытиям масляными, эмалевыми, эмульсионными составами.

Перед окрашиванием поверхность без огрунтовки покрывают поливинилацетатной или клеемасляной шпаклевкой, но в последнем случае необходимо сначала огрунтовать разбавленными водой поливинилацетатными красками. Поверхность окрашивают валиками на удлиненных ручках, кистями или краскораспылителями. Перед этим ручником делают отводку у плинтусов и потолка. Приведенные составы не применяют для окрашивания поверх клеевых покрытий, по купоросной и квасцовой грунтовкам.

Масляными составами окрашивают поверхности всех видов внутри и снаружи помещений. Масляную краску наносят в два слоя кистями, валиками и краскопультом на зашпаклеванную и зачищенную поверхность. Второй слой масляной краски наносят после высыхания первого. Вертикальные полосы растушевывают последний раз кистью сверху вниз. По дереву последние штрихи наносят вдоль волокон дерева. При окраске полов последний слой растушевывают по направлению света. При окрашивании масляными красками по шпаклевке лучше огрунтовать поверхность жидкой краской, которая хорошо закрывает нанесенную шпаклевку.

Эмалевые составы наиболее эффективное атмос-феростойкое покрытие по дереву и металлу. При умелой окраске эмалью можно получить исключительно гладкую, как бы зеркальную, поверхность. Эмали хорошо разливаются по поверхности, не оставляя грубых полос, если их применяют разогретыми. Для подогрева посуду с эмалью ставят в горячую воду и тщательно перемешивают. Подогревать эмаль следует до 60-80°С. Подготовка поверхности, приемы окрашивания, инструменты такие же, как и для масляных составов.

Эмали выпускают для окраски кистями или только для механического распыления. Эмали, предназначенные для механического распыления, непригодны для работы кистями, потому что из них быстро улетучивается растворитель и ни плохо разливаются по поверхности, оставляя грубые полосы. Эмали, изготовленные на основе синтетических смол не требуют проолифки поверхности перед окрашиванием. Поверхности только грунтуют специальной грунтовкой заводского изготовления или же грунтовками, приготовленными из этой же эмали, разведенной до нужной густоты растворителем.

Покрытие окрашенных поверхностей лаком. Окрашенные масляными красками поверхности покрывают лаками, чтобы придать им повышенный блеск и продлить срок службы краски.

Все лаки, в том числе и масляные, содержат смолы, которые при низкой температуре загустевают и ложатся грубым слоем. Поэтому лаки подогревают так же, как и эмалевые краски, хорошо размешивают и наносят с помощью кисти на окрашенные масляной краской и хорошо просушенные поверхности. Лак наносится как можно более тонким слоем за один или два раза. Второй слой лака наносят только на хорошо просохший первый слой.

Перхлорвиниловые составы быстро высыхают. Они в основном предназначены для окрашивания фасадов. Для предотвращения усадочных явлений и отслаивания краски в состав вводят пластификаторы.

Силикатные связующие можно подразделить на цементные и на основе жидкого стекла. Для известковых красок в качестве связующего используется известь-пушонка.

В настоящее время наиболее распространенными для красочных составов являются полимерные связующие. Последние подразделяются на природные (шеллак, копал, камедь) и синтетические. Высокая стоимость природных полимеров ограничивают их применение, поэтому лакокрасочная промышленность использует в основном синтетические связующие.

Окрашивающие компоненты. Выпускаемые в настоящее время красочные составы характеризуются прежде всего многообразием цветовой гаммы. Цвет краски определяется наличием в ее составе красителей или пигмента. Красители - это вещества, растворяемые в воде или связующем с образованием раствора. Пигменты - тонкодисперсионные минеральные или искусственные порошки, нерастворимые в связующих и органических растворителях.

Цвет красящего вещества (окраска) определяется различными факторами: избирательной способностью его структуры поглощать или отражать электромагнитные волны определенной длины; характером поверхности, а также сложными особенностями зрительного восприятия наблюдателя. Видимый диапазон волн от 380 до 760 нм.

Природные красители, получаемые из растений и некоторых моллюсков, известны с глубокой древности. Наиболее известны индиго (синий) - из индигоносных растений, пурпур (красновато-фиолетовый) - из брюхоногих моллюсков - иглянок; красители желтого, коричневого, зеленовато-серого цвета (хаки) получают из некоторых видов можжевельника.

Синтез анилина и других соединений послужил основой для производства синтетических красителей. Разнообразные синтетические красители широко используются при изготовлении прозрачных и непрозрачных красящих составов на различных видах связующих.

Широко применяются для придания цвета красящим составам пигменты. Они делятся на природные и искусственные. Сырьевой базой их производства являются природные минералы или минеральные образования, обладающие ярко выраженным цветом. Неорганические пигменты получают путем прямого тонкого помола исходного сырья или путем его химического осаждения и прокаливания. По химическому составу неорганические пигменты можно подразделить на карбонатные, силикатные, оксидные и гидрооксидные, сульфатные, углеродистые. Цвет пигментов может изменяться от белого до черного.