Механизм коррозии стали под защитным покрытием и разработка эпоксикаменноугольного покрытия на основе обезвоженной каменноугольной смолы

Abstract

RU: Диссертация посвящена развитию представлений о механизме коррозии стали под защитным покрытием и разработке высокоэффективных антикоррозионных недорогих долговечных покрытий, в частности эпоксикаменноугольных, для стальных конструкций мостов, тоннелей и водопропускных труб в сложных условиях эксплуатации на основе развития положений и закономерностей электрохимии, коллоидной химии и ее раздела физико-химической механики. Развиты теоретические представления о связях между блоками и зернами стали, определяющих прочность и коррозионную стойкость стали. Эти связи обусловлены существованием плоских двойных электрических ДЭС, в которых потенциалопределяющими являются электроны на поверхности блоков и зерен (ПОЭ), а противоионами – катионы Fe2+. Между зернами образуются единичные цементитовые ячейки 2Fe3C, и связи типа ПОЭ-Fe2+-ПОЭ между ячейкой и зерном. На основе представлений о структуре и электроповерхностных свойствах стали и защитного эпоксикаменноугольного покрытия, окислительно-восстановительных процессах при адсорбции кислорода на ее поверхности и латеральном электроповерхностном отталкивании между потенциалопределяющими ионами ПОИ развиты представления о механизме возникновения анодных и катодных участков на поверхности стали. С учетом этого механизма, структуры оксидной пленки на поверхности стали и механизма эстафетного переноса протонов через покрытие сформулирован механизм электрохимической коррозии и электрокоррозии стали под защитным покрытием, в основе которого положено количественное описание элементарных процессов, слагающих общий процесс коррозии. На основе расчетных (по уравнению Клаузиуса-Клапейрона) величин давления насыщенного пара для основных компонентов КУС, а также полученных экспериментально дифференциальных кривых изменения массы КУС во время прогрева показано, что прогрев при температуре 110 0 С приводит к последовательному удалению из смол ксилола, воды, бензола, толуола и нафталина. С учетом этого разработано обезвоженное эпоксикаменноугольное защитное покрытие ЗС-3МО. Выполненные испытания разработанного защитного покрытия на безнапорную водопроницаемость, условную вязкость, электрокоррозионную стойкость, адгезию, а также физико-химические исследования, в т.ч. оптическая микрос-копия с дополнительным увеличением снимков с помощью ЭВМ, рентгенография и инфракрасная спектроскопия, показали высокое качество покрытия, его высокую электрокоррозионную стойкость и долговечность. Разработанное покрытие ЗС-3МО внедрено в качестве защитного покрытия на водопропускной трубе электрифицированного постоянным током участка железнодорожного пути. Результаты исследований внедрены путем корректировки рабочих составов покрытий для защиты от электрокоррозии стальных частей конструкций искусственных сооружений, при разработке отраслевых нормативных документов.

EN: Dissertation is devoted development of notions of mechanism of corrosion steel under sheeting and to development of high-efficiency rust-inhibiting inexpensive longeval coverages, in particular epoxycarbonaceous , for the steel constructions of bridges, tunnels and culverts in difficult external on the basis of development of positions and conformities of electrochemistry, colloid chemistry and its section of physico-chemical mechanics. Theoretical notions are developed of connections between blocks and grains of steel, which determined its strength and corrosive firmness, notions of mechanism of origin of anodal and cathode areas on steel surface, the mechanism of electrochemical corrosion and electro-corrosion steel under sheeting is formulated. It is showed that warming up at a temperature 1100 C results in the successive deleting from resins of easy oils and water. Water-free epoxycarbonaceous sheeting of ЗС-3О is developed. Its tests on operating properties, and also physico-chemical researches are executed, which showed high quality, electro-corrosive firmness and longevity of coverage. Coverage of ЗС-3О is introduced as protective on a culverts. The results of re-searches are inculcated at adjustment of workings compositions of coverages for protecting from electro-corrosion of steel constructions, at development of a branch normative documents.