Применение многофункциональных покрытий для защиты элементов оборудования морской техники (обзор)

Надараиа Константинэ Вахтангович

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. Судовые энергетические установки и их элементы

УДК 539.232 + 620.197.2+ 620.193.27

К.В. Надараиа

НАДАРАИА КОНСТАНТИНЭ ВАХТАНГОВИЧ - аспирант кафедры химических и ресурсосберегающих технологий Школы естественных наук, e-mail: [email protected] Дальневосточный федеральный университет Суханова ул., 8, Владивосток, 690950

Применение многофункциональных покрытий

для защиты элементов оборудования морской техники

(обзор)

Аннотация: Представлен анализ защитных покрытий, применяемых в настоящее время для защиты оборудования морской техники. Отмечено, что термическое оксидирование деталей и изделий судостроения является одним из широко используемых методов создания защитных покрытий на поверхности титановых сплавов. Выявлены недостатки термического оксидирования. Показано, что одним из наиболее эффективных методов формирования защитных покрытий на поверхности изделий, выполненных из титановых сплавов, является плазменное электролитическое оксидирование. Поверхностные слои, полученные этим методом, обладают рядом практически значимых характеристик: высокая коррозионная стойкость, антифрикционные свойства, износостойкость в сочетании с высокой адгезией к подложке и низкими требованиями к предварительной подготовке поверхности. Все вышеперечисленные особенности делают его перспективным для защиты оборудования морской техники.

Ключевые слова: морская техника, агрессивные среды, защитные покрытия, плазменное электролитическое оксидирование.

Введение

В настоящее время метод формирования защитных покрытий является одним из самых распространенных способов снижения негативного воздействия агрессивных сред на материалы, применяемые в морской технике [3, 4, 9, 16, 31, 39, 40, 41, 43]. Широкое разнообразие методик формирования защитных слоев, а также защитных и функциональных характеристик, которыми они обладают [9, 10, 18, 33], позволяют рассматривать создание защитных покрытий как одну из самых перспективных технологий защиты материалов.

В работе [18] исследовалось влияние внедрения монтмориллонита натрия (Cloisite®Na, Southern Clay Products, USA) в состав силановых покрытий, полученных с использованием золь-гель технологии. Электрохимическими методами было продемонстрированно, что наиболее высокие защитные характеристики удалось получить при выдержк стальных образцов с покрытиями в течение 30 мин при температуре 150 °С. Для таких покрытий значение сопротивления составило 2,8105 Омсм2.

Авторским коллективом из Китая были получены многослойные покрытия методом магне-тронного напыления для повышения устойчивость магнитов NdFeB к коррозии и царапинам [33]. Было установлено, что сформированные покрытия обладают высокой твердостью (до 3,6 ГПа) и имеют высокие антикоррозионные характеристики.

Термическое оксидирование

Термическое оксидирование (ТО) деталей и изделий широко применяется в Российской Федерации в морской технике, машиностроении и атомной энергетике. [7, 8, 15]. В результате ТО оксидная пленка получается плотной, превосходно связанной с основой. Такой метод позволяет получать износостойкие покрытия на деталях узлов трения, антизадирные покрытия для крепежных изделий, антикоррозионные покрытия на деталях, эксплуатируемых в морской воде [12, 13].

Термическое оксидирование проводится в кислородсодержащих средах и при повышенной температуре. Данный способ обработки поверхности является одним из наиболее простых и действенных видов химико-термической обработки, улучшающей антифрикционные и антикоррозионные свойства титановых сплавов. Этот метод хорошо освоен в промышленности и является доступным для любых производств, где требуется нанесение защитных слоев на поверхность титановых сплавов.

В результате термического оксидирования поверхностная зона титана состоит из трех основных слоев. Наружный слой представляет собой рутил ТЮ2, средний слой состоит из переходных оксидов, в основном ТЮ, под которым расположена зона твердого раствора кислорода (диффузионный слой) в титане. Вполне удовлетворительные защитные свойства титана и его сплавов после проведения ТО являются следствием высокой твердости поверхностной плотной оксидной пленки, хорошего сцепления ее с альфированным слоем глубиной в 10-30 мкм, а также способности обработанной поверхности удерживать смазку.

Существуют несколько способов термического оксидирования. Применение того или иного способа зависит от будущих условий эксплуатации изделия. Так, антифрикционное оксидирование применяется для повышения антифрикционных свойств трущихся поверхностей деталей, работающих в условиях трения скольжения и трения качения. Защитное оксидирование применяется для получения на поверхности титана и его сплавов покрытия, обладающего электроизолирующими свойствами.

Основное отличие различного рода видов оксидирования заключается в температурных режимах. Список же технологических операций в основном идентичный. Термически оксидированные изделия являются более коррозионностойкими, чем изделия без защитного покрытия, однако основное назначение термического оксидирования - создание защитных антифрикционных покрытий, которые используются в узлах трения. Это происходит за счет образования на поверхности титанового сплава оксида ТЮ2 в модификации рутил, что повышает твердость и износостойкость покрытий.

Тем не менее ТО имеет ряд существенных недостатков. Метод энергоемок, длителен, трудоемок, имеет высокий процент дефектности и брака, кроме того, отсутствует возможность повторного оксидирования и восстановления покрытия на деталях, бывших в эксплуатации. Повторное ТО невозможно из-за критического снижения коррозионно-механической прочности изделий после первоначального оксидирования. Проникновение кислорода в металл, находящийся под термически полученным оксидом на поверхности, приводит к охрупчиванию изделия в целом [6, 32]. Замена же изделий с утратившим защитные свойства в процессе эксплуатации покрытием на новые требует больших материальных затрат. Указанные недостатки ТО, а также возрастающие требования к качеству поверхностного слоя свидетельствуют об актуальности исследований, направленных на поиск альтернативных способов создания и восстановления защитных свойств покрытий.

Одним из наиболее эффективных методов формирования защитных покрытий на поверхности изделий, арматуры и механизмов, выполненных из титановых сплавов, является плазменное электролитическое оксидирование (ПЭО). Поверхностные слои, полученные методом ПЭО, обладают рядом практически значимых характеристик: высокая коррозионная стойкость [5, 47], твердость и износостойкость [23] в сочетании с хорошей адгезией к подложке, а также низкими требованиями к предварительной подготовке поверхности. Все вышеперечисленные особенности ПЭО делают его наиболее вероятной альтернативой термическому окислению [4, 9, 10].

Плазменное электролитическое оксидирование

На сегодняшний день метод плазменного электролитического оксидирования (ПЭО) является одним из наиболее перспективных способов поверхностной обработки металлов и сплавов [14, 21, 27, 28, 29, 36, 45, 46, 50]. Данный метод широко используется для формирования многофункциональных оксидных покрытий на поверхностях металлов и сплавов [26, 37, 38, 44]. Во время проведения процесса ПЭО оксидирование детали происходит при более высоких значениях разницы потенциалов электродов в сравнении с обычным анодированием. В таких условиях плазменные разряды возникают на поверхности рабочего электрода при критических значениях напряженности электрического поля (до 1-10 МВ/см). При этом температура и давление в каналах плазменных разрядов достигают значений 10 000 °С и 100 МПа соответственно [22, 42, 45, 48]. Также необходимо отметить, что в процессе проведения ПЭО осуществляются интенсивные ионный и электронный переносы. Эти процессы способствуют электрохимическому и плазмохимиче-скому синтезу материала покрытия с компонентами электролита [25, 42, 36]. Далее, после затухания разряда, осуществляется резкое охлаждение зоны пробоя вплоть до температуры электролита. Данный эффект имеет существенное влияние на физико-химические свойства формируемых поверхностных слоев [28]. Необходимо также отметить, что сам процесс электрического пробоя сопровождается множеством физических (кристаллизация, плавление, высокотемпературные фазовые переходы, электрофорез и т.д.) и химических (плазмохимические и электрохимические процессы, формирование новых соединений из ионов электролита и металла и т.д.) процессов.

На сегодняшний день создано несколько моделей и гипотез, объясняющих возникновение разряда в процессе ПЭО. Существующие теории рассматривают данный процесс как многостадийный (различные тепловые процессы, сход электронной лавины и т.д.) [14]. Подобный сложный, комплексный механизм возникновения разряда и протекания плазменного электролитического оксидирования является причиной того, что на сегодняшний день ни одна теория не может дать полного и точного объяснения всего процесса [34, 50, 51]. В последнее время ряд исследований выявил некоторые основные процессы, происходящие во время ПЭО: формирование пространственных зарядов в оксидной матрице; возникновение газового разряда в результате схода электронной лавины; локальное плавление материала подложки; тепловая диффузия; миграция заряженных частиц в разрядных каналах; плазмохимические и термохимические реакции и др. [35].

Таким образом, метод плазменного электролитического оксидирования позволяет формировать многофункциональные износо- и коррозионностойкие, диэлектрические, керамикоподобные и декоративные покрытия на поверхности различных металлов и сплавов [14, 17, 28, 49, 50, 52].

Композиционные покрытия

Анализ приведенных литературных данных позволяет сделать вывод, что метод ПЭО дает возможность формировать на поверхности таких цветных металлов, как титан, магний и их сплавы, покрытия, обладающие высокими защитными характеристиками. Однако в ряде случаев этого недостаточно. В то же время наличие у ПЭО-покрытий развитой поверхностной структуры позволяет использовать их как основу для создания композиционных покрытий, наример нанесением на шероховатую оксидную поверхность различных веществ. Такие покрытия способны в еще большей степени повышать защитные характеристики по сравнению с исходными (базовыми) ПЭО -слоями.

Следует отметить, что одним из наиболее эффективных способов создания композиционных слоев на поверхности различных материалов и сплавов представляется сочетание метода ПЭО с последующим нанесением фторполимерных материалов. Такие покрытия обладают высокой химической стойкостью, низким коэффициентом трения, хорошими электроизоляционными свойствами, высокой гидрофобностью [5, 20].

Плазменные электролитические покрытия и композиционные покрытия на их основе могут применяться как для титановых, так и для алюминиевых и магниевых сплавов [1, 2, 11, 19, 24, 25, 30, 39, 40, 51].

Заключение

Анализ современного состояния методов защиты таких металлов, как титан, магний и их сплавы, от негативного воздействия агрессивных сред свидетельствует, что на сегодняшний день существует множество способов защиты металлов. Однако большинство из данных способов позволяют защищать только от определенного вида воздействия (к примеру, применение лубрикантов в узлах трения позволяет повысить трибологические характеристики материала, но не защищает от коррозии).

Наиболее перспективными покрытиями, применяемыми в настоящее время, на наш взгляд являются покрытия, получаемые термическим оксидированием, плазменным электролитическим оксидированием, и композиционные покрытия.

Согласно приведенным литературным данным, наиболее универсальным способом защиты металлов является формирование на их поверхности покрытий различными методами. При этом относительная дешевизна и экологическая безопасность, отсутствие особых требований к предварительной подготовке поверхности, короткое время формирования, а также возможность многократного нанесения позволяют выделить плазменное электролитическое оксидирование среди способов создания поверхностных слоев. В то же время, несмотря на наличие существенного количества литературных данных, посвященных формированию ПЭО-покрытий на титане и его сплавах, в литературе практически отсутствуют сведения о применении метода ПЭО с целью восстановления защитного слоя на деталях из данного материала, бывших ранее в эксплуатации. Разработка подобных методов восстановления защитных свойств поверхностных слоев существенно повысила бы эффективность производств, снижая экономические издержки.

Анализ литературных источников также выявил, что на сегодняшний день существует большое количество публикаций, касающихся вопроса создания композиционных покрытий, в том числе и на магниевых сплавах. Но большая их часть посвящена применению либо неорганических наночастиц и высокомолекулярного ПТФЭ, либо золь-гель технологиям. В научной литературе чрезвычайно мало систематизированных данных, касающихся применения низкомолекулярных и высокодисперсных фторорганических соединений с целью формирования многофункциональных композиционных покрытий. Применение последних позволило бы не только повысить эксплуатационные характеристики материалов, но и расширить область их применения, что особенно актуально для магниевых сплавов.

В связи с вышеизложенным представляется целесообразным изучение условий и разработка новых способов восстановления и формирования многофункциональных защитных, в том числе композиционных, покрытий на базе метода плазменного электролитического оксидирования с применением различных фторорганических соединений на титановых и магниевых сплавах во взаимосвязи с морфологией, составом, электрохимическими, трибологическими свойствами получаемых защитных слоев.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л. Строение, морфологические особенности слоев, сформированных на поверхности титана // Коррозия: материалы, защита. 2004. № 2. С. 2-8.

2. Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л. Электрохимическая импедансная спектроскопия оксидных слоев на поверхности титана // Электрохимия. 2005. Т. 41, № 8. С. 963-971.

3. Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Машталяр Д.В., Егоркин В.С., Цветников А.К., Минаев А.Н. Композиционные полимерсодержащие защитные слои на титане // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 7. С. 37-42.

4. Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Машталяр Д.В., Цветников А.К., Минаев А.Н. Влияние условий обработки ультрадисперсным политетрафторэтиленом на свойства композиционных покрытий // Коррозия: материалы, защита. 2009. № 7. С. 32-36.

5. Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Сергиенко В.И. Композиционные многофункциональные покрытия на металлах и сплавах, формируемые плазменным электролитическим оксидированием. Владивосток: Дальнаука, 2013. 460 с.

6. Гордиенко П.С., Тырин В.И., Гудовцева В.О., Синебрюхов С.Л., Гнеденков С.В., Завидная А.Г., Руднев В.С., Курносова А.Г. Восстановление защитных свойств покрытий на сплавах титана методом микродугового оксидирования // Проблемы коррозии и защиты сплавов и конструкций в морской воде: тез. докл. Всесоюз. конф. Владивосток, 1991. С. 120.

7. Клабуков А.Г., Зуев А.М. Повышение износостойкости титановых сплавов оксидированием // Известия вузов (Сер. Машиностроение). 1974. № 3. С. 120-124.

8. Лазарев Э.М., Корнилова З.И., Федорчук Н.М. Окисление титановых сплавов. М.: Наука, 1985. 139 с.

9. Минаев А.Н., Гнеденков А.С., Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Машталяр Д.В., Егоркин В.С. Многофункциональные защитные покрытия для судового энергетического оборудования // Морские интеллектуальные технологии. 2013. Спецвыпуск. С. 49-55.

10. Минаев А.Н., Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Машталяр Д.В., Сидорова М.В., Цветков Ю.А., Само-хин А.В. Антинакипные композиционные покрытия, полученные с помощью плазменноэлектролитической технологии // Вестник РФФИ. 2011. Т. 69, № 1. С. 81-92.

11. Нистратова М.В. Защитные оксидные покрытия на магниевых сплавах, сформированные методом плазменного электролитического оксидирования // Перспективные материалы. 2008. Т. 5. С. 674-679.

12. Равин А.А. Экспериментальные исследования коррозии судовых трубопроводов в морской воде // Морские интеллектуальные технологии. 2012. № 1. С. 25-28.

13. РД 5 Р.95066-90. Термическое оксидирование (антифрикционное и защитное) деталей из сплавов типа ПТ-3В. Типовой технологический процесс (посл. изм. № 1 от 29.12.1998).

14. Суминов И.В., Белкин П.Н., Эпельфельд А.В. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов. М.: Техносфера, 2011. 512 с.

15. Шаталов В.К., Фатиев И.С., Михайлов В.И., Грошев А.Л. Антифрикционые наплавки на титановые сплавы // Наука и образование. 2012. № 5. С. 424-433.

16. Agüero A., González V., Gutiérrez M., Muelas R. Oxidation under pure steam: Cr based protective oxides and coatings. Surface & Coatings Technology. 2013(237):30-38.

17. Aliofkhazraei M., Rouhaghdam A.S., Shahrabi T. Abrasive wear behaviour of Si3N4/TiO2 nanocomposite coatings fabricated by plasma electrolytic oxidation. Surface & Coating Technology. 2010(205):41-46.

18. Ansari F., Naderi R., Dehghanian C. Study on the protective function of cloisite incorporated silane sol-gel coatings cured at different conditions. Applied Clay Science. 2015(114):93-102.

19. Arrabal R., Matykina E., Viejo F., Skeldon P., Thompson G.E. Corrosion resistance of WE43 and AZ91D magnesium alloys with phosphate PEO coatings. Corrosion Science. 2008(50): 1744-1752.

20. Boinovich L.B., Gnedenkov S.V., Alpysbaeva D.A., Egorkin V.S., Emelyanenko A.M., Sinebryukhov S.L., Za-retskaya A.K. Corrosion resistance of composite coatings on low-carbon steel containing hydrophobic and super-hydrophobic layers in combination with oxide sublayers. Corrosion Science. 2012(55):238-245.

21. Chang L.M., Tian L.F., Liu W., Duan X.Y. Formation of dicalcium phosphate dihydrate on magnesium alloy by micro-arc oxidation coupled with hydrothermal treatment. Corrosion Science. 2013(72): 118-124.

22. Dunleavy C.S., Golosnoy I.O., Curran J.A., Clyne T.W. Characterisation of discharge events during plasma electrolytic oxidation. Surface & Coating Technology. 2009(203):3410-3419.

23. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Gnedenkov S.V. Features of the corrosion processes development at the magnesium alloys surface. Surface & Coatings Technology. 2013(225): 112-118.

24. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Gnedenkov S.V. Protective properties of inhibitor-containing composite coatings on a Mg alloy. Corrosion Science. 2016(102):348-354.

25. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Gnedenkov S.V. Localized corrosion of the Mg alloys with inhibitor-containing coatings: SVET and SIET studies. Corrosion Science. 2016(102):269-278.

26. Gnedenkov S.V., Egorkin V.S., Sinebryukhov S.L., Vyaliy I.E., Pashinin A.S., Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. Formation and electrochemical properties of the superhydrophobic nanocomposite coating on PEO pretreated Mg-Mn-Ce magnesium alloy. Surface & Coating Technology. 2013(232): 240-246.

27. Gnedenkov S.V., Khrisanfova O.A., Sinebryukhov S.L., Puz' A.V., Gnedenkov A.S. Composite protective coatings on the nitinol surface. Materials and Manufacturing Processes. 2008(23):26-30.

28. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L. Electrochemical impedance spectroscopy of oxide layers on the titanium surface. Russian Journal of Electrochemistry. 2005(41):858-865.

29. Ivanou D.K., Starykevich M., Lisenkov A.D., Zheludkevich M.L., Xue H.B., Lamaka S.V., Ferreira M.G.S. Plasma anodized ZE41 magnesium alloy sealed with hybrid epoxy-silane coating. Corrosion Science. 2013(7):300-308.

30. Jonson M., Persson D. The influence of the microstructure on the atmospheric corrosion behavior of magnesium alloys AZ91D and AM50. Corrosion Science. 2010(52):1077-1085.

31. Kohl M., Kalendova A. Effect of polyaniline salts on the mechanical and corrosion propertiesof organic protective coatings. Progress in Organic Coatings. 2015(86):96-107.

32. Lavrushin G.A., Gnedenkov S.V., Gordienko P.S., Sinebryukhov S.L. Cyclic strength of titanium alloys, ano-dized under micro-arc conditions, in sea water. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2002(38);4:363-365.

33. Li J.L., Wang Y.X., Wang L.P. Structure and protective effect of AlN/Al multilayered coatings on NdFeB by magnetron sputtering. Thin Solid Films. 2014(568):87-93.

34. Li J.Z., Shao Z.C., Tian Y.W., Kang F.D., Zhai Y.C. Application of microarc oxidation for Al, Mg, Ti and their alloys. Corrosion Science and Protection Technology. 2004(16);4:218-221.

35. Li Q.B., Liang J., Wang Q. Plasma electrolytic oxidation coatings on lightweight metals. Modern Surface Engineering Treatments. InTech. 2013;4:75-99.

36. Liang J., Srinivasan P.B., Blawert C., Dietzel W. Comparison of electrochemical corrosion behaviour of MgO and ZrO2 coatings on AM50 magnesium alloy formed by plasma electrolytic oxidation. Corrosion Science. 2009(51):2483-2492.

37. Lohrengel M.M. Thin anodic oxide layers on aluminium and other valve metals: high field regime. Materials Science and Engineering: R: Reports. 1993(11):243-294.

38. Matykina E., Arrabal R., Monfort R, Skeldon P., Thompson G.E. Incorporation of zirconia into coatings formed by DC plasma electrolytic oxidation of aluminium in nanoparticle suspensions. Applied Surface Science. 2008(255):2830-2839.

39. Minaev A.N., Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalar D.V. Protective coatings for the elements of ships power plants which use sea water. Journal of the Korean Society of Marine Engineering. 2012(36);3:341-350.

40. Minaev A.N., Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Egorkin V.S., Gnedenkov A.S., Nadaraia K.V. Functional Plasma Electrolytic Oxidation Coatings for Offshore Structures. Proceedings of the International Offshore and Polar Engineering Conference, 2014, p. 418-422.

41. Mirelman L.K., Curran J.A., Clyne T.W. The production of anatase-rich photoactive coatings by plasma electrolytic oxidation. Surface & Coatings Technology. 2012(207):66-71.

42.Nemcova A., Skeldon P., Thompson G.E., Morse S., Cizek J., Pacal B. Influence of plasma electrolytic oxidation on fatigue performance of AZ61 magnesium alloy. Corrosion Science. 2010(52):540-547.

43. Portebois L., Mathieu S., Bouizi Y., Vilasi M., Mathieu S. Effect of boron addition on the oxidation resistance of silicide protective coatings: A focus on boron location in as-coated and oxidised coated niobium alloys. Surface & Coatings Technology. 2014;253:292-299.

44. Shokouhfar M., Dehghanian C., Baradaran A. Preparation of ceramic coating on Ti substrate by plasma electrolytic oxidation in different electrolytes and evaluation of its corrosion resistance. Applied Surface Science. 2011(257):2617-2624.

45. Sinebryukhov S.L., Gnedenkov A.S., Mashtalyar D.V., Gnedenkov S.V. PEO-coating/substrate interface investigation by localised electrochemical impedance spectroscopy. Surface & Coating Technology. 2010(205):1697-1701.

46. Stergioudi F., Vogiatzis C.A., Gkrekos K., Michailidis N., Skolianos S.M. Electrochemical corrosion evaluation of pure, carbon-coated and anodized Al foams. Corrosion Science. 2015(91): 151-159.

47. Stojadinovi'c S., Vasili'c R., Petkovi'c M., Kasalica B., Bekca I., "Zeki'c A., Zekovi'c Lj. Characterization of the plasma electrolytic oxidation of titanium in sodium metasilicate. Applied Surface Science. 2013(265):226-233.

48. Wang L., Chen L., Yan Z.C., Fu W. Optical emission spectroscopy studies of discharge mechanism and plasma characteristics during plasma electrolytic oxidation of magnesium in different electrolytes. Surface & Coating Technology. 2010(205): 1651-1658.

49.Yagi S., Kuwabara K., Fukuta Y., Kubota K., Matsubara E. Formation of self-repairing anodized film on ACM522 magnesium alloy by plasma electrolytic oxidation. Corrosion Science. 2013(73): 188-195.

50.Yerokhin A.L., Nie X., Leyland A., Matthews A., Dowey S.J. Plasma electrolysis for surface engineering. Surface & Coating Technology. 1999(122):73-93.

51. Zeng R.-C., Zhang F., Lan Z.-D., Cui H.-Z., Han E.-H. Corrosion resistance of calcium-modified zinc phosphate conversion coatings on magnesium-aluminium alloys. Corrosion Science. 2014(88):452-459.

52. Zhang X.L., Yao Z.P., Jiang Z.H., Zhang Y.F., Liu X.W. Investigation of the plasma electrolytic oxidation of Ti6Al4V under single-pulse power supply. Corrosion Science. 2011(53):2253-2262.

THIS ARTICLE IN ENGLISH SEE NEXT PAGE

Ship Power Plants and Their Components

Nadaraia K.

KONSTANTINE NADARAIA, Graduate Student, School of Natural Sciences, e-mail: [email protected] Far Eastern Federal University 8, Sukhanov St., Vladivostok, Russia, 690950

The application of multi-functional coatings to the protection of the elements of marine engineering equipment (review)

Abstract: The article presents the study of the protective coatings currently used for the protection of marine engineering equipment. It points out that the thermal oxidation (TO) of shipbuilding parts and products is one of the widely used methods of forming protective coatings on titanium alloy. Revealed are the thermal oxidation defects. It demonstrates that one of the most effective methods of coating formation on the surface of titanium alloys is a plasma electrolytic oxidation (PEO). The surface layers obtained by PEO-method have a number of practically significant characteristics: high corrosion resistance, antifriction properties, wear-resistance coupled with high adhesion to the substrate and low requirements for surface pretreatment. All the above stated peculiarities make the PEO really promising to protect the marine engineering equipment.

Key words: marine technology, aggressive media, protective coatings, plasma electrolytic oxidation. REFERENCES

1. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L. Structure and morphological characteristics of the layers formed on the surface of titanium. Corrosion : materials protection. 2004; 2:2-8.

2. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L. Electrochemical impedance spectroscopy of oxide layers on the surface of titanium. Electrochemistry. 2005(41);963-971.

3. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Egorkin V.S. Tsvetnikov A.K., Minaev A.N. The composite polymer-containing protective layers on titanium. Corrosion: materials, protection. 2007;7:37-42.

4. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Tsvetnikov A.K., Minaev A.N. Influence of conditions using ultrafine polytetrafluoroethylene on the properties of composite coating. Corrosion: materials, protection. 2009;7:32-36.

5. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Sergienko V.I. Composite multifunctional coatings formed on metals and alloys by plasma electrolytic oxidation. Vladivostok, Dal' nauka, 2013, 460 p.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6. Gordienko P.S., Tyurin V.I., Gudovtseva V.O., Sinebryukhov S.L., Gnedenkov S.V., Zavidnaya A.G., Rudnev V.S., Kurnosova A.G. Restoring the protective properties of coatings on titanium alloys by method of microarc oxidation. Problems of corrosion protection and structural alloys in sea water: Abstract of. All-Union Conf. Vladivostok, 1991, p. 120.

7. Klabukov A.G., Zuev A.M. Increased wear resistance of titanium alloys by thermal oxidation. Proceedings of the Universities (Mechanical Engineering). 1974;3:120-124.

8. Lazarev E.M., Kornilova Z.I., Fedorchuk N.M. Oxidation of titanium alloys. M., Science, 1985, 139 p.

9. Minaev A.N., Gnedenkov A.S., Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Egorkin V.S. The multipurpose protective coatings for ships power equipment. Marine intellectual technologies. 2013;1—1:49-55.

10. Minaev A.N., Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Sidorova M.V., Tsvetkov Yu.A., Samokhin A.V. Antiscailing composite coatings obtained by plasma electrolytic oxidation technology. Proceedings RFPF. 2011(69);1:81-92.

11.Nistratova M.V. Protective oxide coatings on magnesium alloys, obtained by method of plasma electrolytic oxidation . Advanced materials. 2008(5):674-679.

12. Ravin A.A. Experimental studies of the corrosion of marine pipelines in the sea water. Marine intellectual technologies. 2012;1:25-28.

13. RD 5 R.95066-90. Thermal oxidation (antifriction and protective) components of alloys PT-3V. Typical technological process (N 1, 29.12.1998).

14. Suminov I.V., Belkin P.N., Epelfeld A.V. Plasma electrolytic modification of the surface of metals and alloys. M., Technosphere, 2011, 512 p.

15. Shatalov V.K., Fatiyev I.S., Mikhailov V.I., Groshev A.L. Antifriction surfacing of titanium alloys. Science and education. 2012;5:424-433.