Проблема загрязнения солями

На первый взгляд этот вопрос кажется простым и однозначным, однако на него нет простого и прямого ответа. Проблема загрязнения солями вызывала горячие споры еще с конца 80-х — начала 90-х годов, когда люди начали понимать, что остаточные соли являются основной причиной преждевременного разрушения покрытий. До этого наиболее достоверным испытанием было использование бумаги с желтой кровяной солью, которую накладывали на питтинговые участки, чтобы увидеть, присутствуют ли остаточные соли железа. Это качественное, а не количественное испытание, поэтому мы можем сказать только, присутствуют ли соли железа или нет, но не можем определить их количество.

С тех пор стало известно о целой гамме возможных солей, которые потенциально могут присутствовать на поверхности подготовленной стали; это по-прежнему соли железа, но, самое главное, хлорид натрия (NaCl). NaCl всегда относили к числу проблем, однако потребовалось некоторое время, чтобы люди поняли, что неприятности были связаны с осмосом и образованием осмотических пузырей, содержащих сильный электролит.

Осмос — это процесс, при котором два раствора по разные стороны полупроницаемой мембраны пытаются достичь состояния равновесия, в результате выравнивания их концентраций. Если в одной стороны сильный раствор, а с другой — слабый, вода будет проходить через мембрану, пытаясь разбавить сильный раствор, пока он не станет изотоническим с другой стороны мембраны. На основе этого мы можем сделать вывод, что соли вызывают проблемы либо при погружении, либо при очень влажных условиях, и образование пузырей не будет происходить в сухой среде с кондиционированным воздухом.

Следующее, что нужно учитывать, — это проницаемость нанесенного покрытия, которая зависит от множества факторов, но, главное, от плотности матрицы покрытия и ее сопротивления потоку воды, проходящей через покрытие, а также от толщины. Кроме того, следует учитывать градиент концентраций по обеим сторонам мембраны.

Что касается покрытий, следует учитывать различные аспекты; стеклянные чешуйки — это один из них, когда речь идет о проницаемости. Для покрытий со стеклянными чешуйками используются разные связующие, размеры, формы и плотность чешуек. Дешевый стеклянный порошок в дешевом эпоксидном связующем, нанесенный с небольшой толщиной сухой пленки, никогда не покажет такое качество, как высокоплотные стеклянные чешуйки размером 1/16 дюйма и больше в полиэфирном покрытии, не содержащем растворителей, с толщиной сухой пленки более 1 мм!!

Также существует проблема, связанная с тем, что нержавеющие стали, дуплексные и супердуплексные материалы подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением, вызванному хлоридами, поэтому загрязнение хлорид-ионами необходимо снижать почти до нуля, насколько это практически возможно. Этому не способствует тот факт, что в составе многих эпоксидных смол содержатся хлориды, поэтому независимо от того, насколько мало будет загрязнение поверхности, неправильный выбор покрытия неизбежно сведет на нет всю проделанную работу!

Как видно, универсального ответа не существует, если только вы не придерживаетесь подхода, предусматривающего готовность к риску, без допусков.

Есть два «нормально допустимых» значения, которые изначально были взяты из стандарта NORSOK M-501:

“Проводимость при максимальном содержании растворимых примесей на подготовленной поверхности, образцы которых отбираются в соответствии со стандартом ISO 8502-6 с помощью дистиллированной воды, не должна превышать проводимость, измеренную согласно стандарту ISO 8502-9 и соответствующую содержанию NaCl, равному 20 мг/м2.”

Значение 20 мг/м2 было принято для погружения, а значение 50 мг/м2 — для поддержания атмосферных условий. Эти значения не основаны на каких-либо научных исследованиях, они довольно произвольны и используются для ориентира. Еще одна проблема заключается в интерпретации. Это общее содержание солей? Или конкретная соль, например, хлорид натрия? Или это только часть хлоридов? Когда вы определите, на предмет чего следует провести испытание, следующей проблемой будет — как его провести. Это еще один щекотливый вопрос.

Откровенно говоря, здесь нет единого решения, все зависит от конкретных требований. Производители покрытий должны проводить необходимые испытания своей продукции в различных условиях и владеть информацией о том, какой уровень загрязнения приемлем, и какая толщина сухой пленки материала требуется, чтобы обеспечить необходимые эксплуатационные характеристики в предполагаемых условиях. Для подтверждения заверений производителей весьма полезно проводить независимую проверку результатов испытаний в сторонней лаборатории.

Таким образом, простой ответ состоит в том, чтобы использовать значения 20 и 50 мг/м2 для углеродистых сталей и т.д. и как можно ближе к нулю для нержавеющей стали, дуплексных и супердуплексных сталей в качестве базового ориентира, но важно убедиться, что материалы, технические требования и условия окружающей среды оцениваются совместно и что наиболее подходящий вариант выбран в соответствии с эксплуатационными требованиями.

Саймон Хоуп, консультант технического отдела, компания Auquharney Associates Ltd.