Файл: Цуркан И.Г. Смазочные и защитные материалы учебник.pdf

Наличие кислорода является основным фактором протекания кор­ розии. Он должен поступать к поверхности металла и поддерживать реакцию коррозионного процесса. При этом в реакции участвует как атмосферный кислород, так и растворенный в воде. Интенсивность воздействия кислорода повышается, если ему не приходится преодоле­ вать толщу водяного столба, т. е. когда на поверхности металла имеется тонкий слой воды, а тем более тонкая пленка конденсата, росы и т. д.

Коррозия уменьшается при наличии в окружающей среде веществ, образующих на поверхности металла защитные слои. Защитным дей­ ствием обладают по отношению к железу ионы ОН- . Поэтому добавле­ ние к воде едкого натра ослабляет коррозию. Всякое воздействие, спо­ собствующее разрушению защитной пленки или ее разрыхлению, уси­ ливает коррозию (например, ионы хлора или остатки других кислот).

В приморских местностях коррозия металлических сооружений идет энергичнее, чем вдали от моря. Это объясняется присутствием в воде ионов хлора. Брызги морской воды, испаряясь, выделяют в воз­ дух кристаллики растворенных в морской воде солей, а эти кристал­ лики, растворяясь в водяной пленке на металлах, доставляют в нее ионы хлора.

81

в щелочах, например Zn, Al, Pb, Sn (рис. 26, б). Характерной особен­ ностью является то, что их гидроокиси Zn (ОН)2 и А1 (ОН)3 обнаружи­ вают в водных растворах одновременно свойства кислот и оснований (амфотерность);

в) благородные металлы — устойчивые в кислых и щелочных рас­ творах.

На скорость коррозии железа, кроме неоднородности структуры, наличия карбидов и других включений, влияют различные методы обработки поверхности, в том числе механические (шлифование, дро­ беструйная обработка, ковка и т. п.). Из других факторов, увели­ чивающих скорость коррозии, отметим следующие:

а) внутренние напряжения, появляющиеся в металле при дефор­ мации в процессе обработки или эксплуатации;

б) увеличение скорости движения раствора, в котором протекает коррозия;

в) увеличение температуры (с этим связано интенсивное разруше­ ние кипятильников, воздухоподогревателей, труб отопления в ваго­ нах, а также баков водоумягчителей и других объектов вагонного хозяйства);

г) наличие газов (S 02, С 02, H 2S, HCl) в воздушной среде, а также изгари, пыли, продуктов сгорания топлива. Скорость коррозии в ус­ ловиях локомотивных депо протекает в 3 раза интенсивнее,, чем в ус­ ловиях промышленного района, и в 9 раз по сравнению с сельской ме­ стностью. Однако скорость коррозий даже в сельской местности колеб­ лется в достаточно широких пределах в зависимости от климатических зон (рис. 27).

Конструкция вагона с точки зрения коррозии крайне неблаго­ приятна. При сильно развитой поверхности кузова цельнометалличе­ ского вагона площадью 450 м2 и малой толщине металла 1—2 мм даже незначительные коррозионные поражения (на глубину 0,1— 0,3 мм) создают дополнительные концентраторы напряжений, причем чем тоньше металл обшивки, тем больше относительная потеря его прочности. Очагами интенсивных коррозионных поражений являются уголки, коробчатые соединения, обрезы листов, швеллеры, места кон­ денсации и удержания влаги и особенно все сварные швы. Швы то-

82

Рис. 27. Скорость коррозии в сельской местности по СССР (в мк/год на изолиниях)

Рис. 28. Сквозные коррозионные повреждения стены пассажирского вагона

чечиой сварки, имеющие зазоры между листами обшивки, уже за ко­ роткий период эксплуатации вагона в 1—2 года приводят к появлению корррзионных повреждений и последующему сквозному разъеданию кузовов вагонов за период 5— 10 лет (рис. 28, 29).

На подвижном составе доминирующим методом противокорро­ зионной защиты являются защитные покрытия, главным образом лакокрасочные, удельный вес которых составляет свыше 70%.

83

Рис. 29. Диаграмма скорости коррозии детален вагонов:

шкворневых, центровых балок; 23— боковых швеллеров; 24— концевых балок; 25— средних про­

84

2. Общие понятия о составе лакокрасочных материалов

и механизме образования защитных покрытии

Главными составляющими лакокрасочных материалов (красок) являются пленкообразующие вещества, растворители и различные добавки.

Пленкообразующие вещества представляют собой соединения, спо­ собные при нанесении на поверхность тонким слоем высыхать и обра­ зовывать пленку. Ими являются растительные масла, природные и синтетические смолы.

Синтетические смолы изготовляются на основе полимеров. Молеку­ лы полимеров построены из многократно повторяющихся элементарных звеньев. Эти звенья образуются из простых химических соединений со сравнительно небольшим молекулярным весом (мономеров). Про­ цесс соединения мономеров в длинные цепи называется п о л и м е ­ р и з а ц и е й .

Характерной особенностью полимеризации является то, что укруп­ нение молекулы происходит, как правило, за счет ненасыщенности (т. е. по месту двойных связей) исходных мономеров без выделения каких-либо побочных продуктов реакции. Вследствие этого молеку­ лярный вес полимера всегда равен сумме молекулярных весов молекул

зей, но и с присутствием в молекулах реакционноспособных групп. Он протекает обязательно с выделением побочных продуктов реакции, например воды, хлористого водорода и т. д. Поэтому молекулярный вес полимера, полученного процессом поликонденсацин, всегда меньше суммы молекулярных весов исходных продуктов реакции.

Основными реакционноспособными (функциональными) группами

Молекулы ряда веществ могут содержать по две, три или более функциональные группы, например:

R— СН—СН — R

НООС — R — СООН — (двухосновная кислота);

NH2— R — СООН — (аминокислота);

85