CC BY
18
ПРОТЕКТОРНАЯ ЗАЩИТА КАК МЕТОД ХРАНЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ
© Курникова Т.А.*, Миронов Е.Б.*
Нижегородский государственный инженерно-экономический институт,
г. Княгинино
Как бороться с коррозией металла? Как защитить его от разрушительного воздействия? С этой проблемой постоянно приходится сталкиваться в любом хозяйстве, в том числе и сельскохозяйственном. Достаточно одного факта: в нерабочий период техника (что составляет 8590 % календарного времени) оказывается под воздействием агрессивных климатических факторов.
В настоящее время в России современный парк машин разнообразен, в нем имеется дорогостоящая и сложная техника. Осуществляется Приоритетная национальная программа инновационных технологий в агропромышленном комплексе. Ремонт и техническое обслуживание, а также недорогой способ хранения являются вынужденными и необходимыми условиями работоспособного состояния техники.
Характерной особенностью эксплуатации сельскохозяйственных машин является сезонный фактор занятости. Продолжительность использования сельскохозяйственной техники составляет 10-15 % календарного времени, в нерабочий период техника оказывается под воздействием агрессивных кли-магических и других факторов [1]. Воздействие этих факторов вызывает изменение химических и физических свойств конструкционных материалов (металл, резина, пластмасса, и т.д.). Эти изменения в большинстве случаев способствуют ухудшению эксплуатационных свойств техники.
В настоящее время хранение сельскохозяйственной техники осуществляется тремя способами: закрытым, под навесом или комбинированным, открытым [2]. Строительство закрытых помещений требует больших капитальных вложений, что при современном состоянии нашей экономики и спаде развития сельского хозяйства, многим товаропроизводителям не под силу. Поэтому разработка доступных и дешевых способов хранения сельскохозяйственной техники в нерабочий период является актуальной научной задачей.
К антикоррозийной защите относят специальную окраску и электрохимическую протекторную защиту. Между тем окраска не дает 100 % гарантии защиты от коррозии, тем более, что окраска поверхности почвообрабатывающих машин представляет значительные трудности, связанные с необходимостью тщательной подготовки поверхности, а также требует больших финансо-
* Аспирант.
* Доцент кафедры «Технический сервис», кандидат технических наук.
вых затрат [4]. Поэтому для них наиболее эффективна и экономически выгодной является электрохимическая защита, установка которой не требует практически никакой подготовки поверхности и крайне проста в исполнении.
Электрохимическая протекторная защита металлов от коррозии, как известна, основана на прекращении коррозии металлов под действием постоянного электрического тока. Поверхность любого металла гальванически неоднородна, что и является основной причиной его коррозии в растворах электролитов, к которым относятся морская вода, все пластовые и все подтоварные воды [5]. При этом в первую очередь разрушаются участки поверхности металла с наиболее отрицательным потенциалом (аноды), с которых ток стекает во внешнюю среду, а участки металлов с более положительным потенциалом (катоды), в которые ток втекает из внешней среды, не разрушаются. Механизм действия протекторной защиты заключается в превращении всей поверхности защищаемой металлической конструкции в один общий неразрушающийся катод. Анодами при этом будут являться подключенные к защищаемой конструкции электроды из более электроотрицательного металла - протекторы. Электрический защитный ток получается вследствие работы гальванической пары протектор - защищаемая конструкция. При своей работе протекторы постепенно изнашиваются (анодно растворяются), защищая при этом основной металл, поэтому за рубежом протекторы называют «жертвенными анодами». Таким образом, электрохимическая защита эффективна при хранении сельскохозяйственной техники.
Протекторная защита обычно применяется совместно с лакокрасочными покрытиями. Такое сочетание пассивной, какой является окраска, и активной защиты, к которой относится протекторная, позволяет уменьшить расход протекторов и тем самым увеличить срок их службы, обеспечить более равномерное распределение защитного тока по поверхности защищаемых конструкций и, наконец, компенсировать все дефекты покрытия, связанные с неизбежным его разрушением при монтаже, транспортировке и процессе эксплуатации, в том числе вследствие естественного старения (набухания, вспучивания, растрескивания, отслаивания) [6].
Вместе с тем, протекторная защита в состоянии обеспечить полную защиту от коррозии и без их окраски. В этом случае должна быть обеспечена более высокая плотность защитного тока на неокрашенной поверхности, что потребует увеличения количества протекторов и усилит их расход. Однако, принимая во внимание высокую трудоемкость нанесения лакокрасочных покрытий на сельскохозяйственную технику, уже находящихся в эксплуатации, такой способ противокоррозионной защиты с помощью установки только одних протекторов представляется для них весьма перспективным.
Возникает вопросы: какое покрытие в качестве протектора лучше применять для сельскохозяйственной техники? В качестве протектора могут быть использованы цинк, алюминий или магний [5].
Магниевые протекторы.
Из-за высокого рабочего потенциала магниевого протекторного сплава (минус 1,45 В по хлорсеребряному электроду сравнения) происходит быстрый износ протекторов и поэтому не представляется возможным с помощью этих протекторов осуществить защиту на приемлемый для практики длительный срок.
Следует отметить также что у магния и магниевых сплавов, в отличие от цинка и алюминия, отсутствует поляризация, сопровождаемая уменьшением токоотдачи.
Наиболее выгодно применение магниевых протекторов для защиты поверхностей, работающих в среде пресной воды, атмосферных условиях, зонах переменного смачивания и грунтах с высоким удельным сопротивлением.
Цинковые протекторы.
Протекторы из цинкового сплава полностью взрывопожаробезопасны, что позволяет их применять на объектах, к которым предъявляются жесткие требования по взрывопожаробезопасности. Кроме того, при их анодном растворении не образуются продукты, загрязняющие рабочую среду.
Опыт показывает, что в песчано-парафинистых отложениях на днищах из-за их невысокой электропроводности анодной активности алюминиевого сплава недостаточно. Протекторы из цинкового сплава имеют более высокий рабочий потенциал, чем протекторы из алюминиевого сплава.
Алюминиевые протекторы.
Короткозамкнутые протекторы из сплава с повышенной анодной активностью предназначены для защиты днищ, подверженных накоплению пес-чано-парафиновых отложений, удельная электропроводность которых значительно ниже, чем у пластовых вод. Такой материал характеризуется величиной рабочего и стационарного отрицательного потенциала по водородному электроду сравнения соответственно 850-900 мВ. Применение таких сплавов позволяет также обеспечить защиту конструкции при наличии в агрессивной среде сульфатвосстанавливающих бактерий.
Браслетные алюминиевые протекторы позволяют защитить сварные стыковые соединения, которые наиболее уязвимы для коррозии.
Таким образом, для антикоррозийной защиты сельскохозяйственной техники лучше использовать алюминиевые протекторы.
В этой связи мы предлагаем нанесение алюминийсодержащих сплавов методом газопламенного напыления.
Обратимся к технологии нанесения газопламенного напыления. При нанесении покрытия газопламенным напылением материал в виде порошка или проволоки плавится в высокотемпературном источнике тепла, образующегося в результате горения смеси кислорода и горючих газов и струей транспортирующего газа наносится на предварительно подготовленную поверхность детали, поверхности. Транспортирующим газом служит азот или сжатый воздух.
На рис. 1 представлена обобщенная схема газопламенного напыления металлов [3]. В высокотемпературный источник нагрева 1, напыляемый металл можно подавать в виде порошка, проволоки или шнура. В случае нанесения покрытия из проволоки, она нагревается, плавится и диспергируется с конца, находящегося в высокотемпературной зоне нагрева.
При напылении порошков их твердыми вводят в температурный поток
2, где они нагреваются. Одновременно частицы распределяются в газовом потоке и ускоряются в соответствии с законами термодинамики. Далее частицы направленно перемещаются к подложке 4 и образуют на ней покрытие
3. При напылении частицы плавятся, частично испаряются и вступают в химическое взаимодействие с нагретым газом и окружающей средой. Удар и деформация частиц приводит к их быстрой кристаллизации и охлаждению со скоростями достигающими 106-108 К/с.
Рис. 1. Схема газопламенного напыления: 1 - источник нагрева; 2 - температурный поток; 3 - покрытие; 4 - подложка
Опыт применения газопламенного напыления показывает, что этот способ, по сравнению с другими методами нанесения покрытий, имеет следующие преимущества:
- в отличие от распыления жидких материалов при газотермическом напылении исходный материал находится в твердом состоянии;
- наносимый материал находится в горячем, жидкотекучем состоянии, что всегда имеет высокую адгезию (прочность сцепления).
- покрытие можно наносить любой толщиной;
- газопламенное покрытие не требует никакой сушки, что позволяет покрытые изделия подвергать дальнейшей обработке сразу же после газо-пламенного напыления, а также исключить операции сушки;
- напыление можно производить на изделия сложной конфигурации, а также на отдельные участки поверхности;
- при образовании на покрытии каких-либо местных дефектов или повреждений возможно легкое их устранение, что имеет большое значение при ремонте.
Список литературы:
1. Аллилуев В.А. Техническая эксплуатация машинно-тракторного парка / В.А. Аллилуев, А.Д. Ананьин, В.М. Михлин. - М.: Агропромиздат,1991. -367 с.
2. Бугаков Ю.С. Хранение сельскохозяйственной техники / Ю.С. Бугаков. - Алма-Ата: Кайнар, 1973.
3. Балдаев Л.Х., Шестеркин Н.Г., Селезнев Г.М. Перспективы использования метода газотермического напыления при ремонте оборудования в энергетике, химической и нефтегазовой промышленности // Химическая техника. - 2002. - № 8. - С. 14-15.
4. Ворошнин Л.Г. Защита от коррозии оборудования предприятий агропромышленного комплекса / Л.Г. Ворошнин, Ю.С. Шолпан, С.А. Тамело и др. - Кишинев: Щтиница, 1992. - 236 с.
5. Красноярский В.В. Электрохимический метод защиты металлов от коррозии / В.В. Красноярский. - М.: Машгиз, 1961.
6. Михайлова А.А. Противокоррозионная защита сельскохозяйственной техники: справ / А.А. Михайлова, Р.А. Игнатьев.- М.: Россельхозиздат, 1981. -347 с.
