ISO 14713-1_2009 - Покрытия цинковые. Руководство и рекомендации по защите от коррозии чугунных и стальных

Госстандарт

Минск

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

СТБ ISO 14713-1/ПР_1

ПОКРЫТИЯ ЦИНКОВЫЕ РУКОВОДСТВО И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЗАЩИТЕ ОТ КОРРОЗИИ ЧУГУННЫХ И СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Часть 1 Общие принципы разработки и коррозионной стойкости

ПАКРЫЦЦI ЦЫНКАВЫЯ КIРАУНIЦТВА И РЭКАМЕНДАЦЫI ПА ЗАШЧЫЦЕ АД КАРОЗII ЧЫГУННЫХ I СТАЛЁВЫХ КАНСТРУКЦЫЙ Частка 1 Агульныя прынцыпы распрацоўкi i каразiйнай устойлiвасцi (ISO 14713-1:2009, IDT) Настоящий проект стандарта не подлежит применению до его утверждения


II

УДК МКС 25.220.40 КП 03 IDT

Ключевые слова: покрытия цинковые, защита от коррозии, руководящие принципы, рекомендации, конст-рукции чугунные, конструкции стальные

Предисловие

Цели, основные принципы, положения по государственному регулированию и управлению в области технического нормирования и стандартизации установлены Законом Республики Беларусь «О тех-ническом нормировании и стандартизации».

1 ПОДГОТОВЛЕН научно-производственным республиканским унитарным предприятием «Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации» (БелГИСС)

ВНЕСЕН Управлением стандартизации Госстандарта Республики Беларусь

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Госстандарта Республики Беларусь

3 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 14713-1:2009 Zinc coatings — Guide-lines and recommendations for the protection against corrosion of iron and steel in structures — Part 1: General principles of design and corrosion resistance (Покрытия цинковые. Руководство и рекомендации, касающиеся защиты от коррозии железа и стали в конструкциях. Часть 1. Общие принципы проектирования и коррози-онная стойкость).

Международный стандарт ISO 14713-1:2009 разработан техническим комитетом по стандартизации ISО/ТC107 «Металлические и другие неорганические покрытия», подкомитетом SC4 «Нанесение покрытий методом погружения (гальванизация и прочее)».

Перевод с английского языка (en). Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий го-

сударственный стандарт, и международных и европейских стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Национальном фонде ТНПА.

В разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылки на международные и европейские стан-дарты актуализированы.

Сведения о соответствии государственных стандартов ссылочным международным стандартам приведе-ны в дополнительном приложении Д.А.

Степень соответствия – идентичная (IDT).

4 ВЗАМЕН СТБ ISO 14713-2009

Настоящий стандарт не может быть тиражирован и распространен в качестве официального издания

без разрешения Госстандарта Республики Беларусь Издан на русском языке


III

Содержание

Введение ...................................................................................................................................... 1 Область применения ................................................................................................................ 2 Нормативные ссылки ............................................................................................................... 3 Термины и определения .......................................................................................................... 4 Материалы ................................................................................................................................ 4.1 Чугунные и стальные поверхности................................................................................... 4.2 Цинковые покрытия ........................................................................................................... 5 Выбор цинкового покрытия ...................................................................................................... 6 Требования к проектированию ................................................................................................ 6.1 Общие принципы проектирования для защиты от коррозии ......................................... 6.2 Конструирование для применения различных процессов покрытия............................. 6.3 Трубы и полые ................................................................................................................... 6.4 Соединения ........................................................................................................................ 6.5 Дуплексные системы ......................................................................................................... 6.6 Ремонт ................................................................................................................................ 7 Коррозия в различных средах ................................................................................................. 7.1 Воздействие атмосферы................................................................................................... 7.2 Воздействие почвы............................................................................................................ 7.3 Воздействие воды ............................................................................................................. 7.4 Износ .................................................................................................................................. 7.5 Воздействие химических веществ ................................................................................... 7.6 Воздействие повышенных температур ............................................................................ 7.7 Контакт с бетоном.............................................................................................................. 7.8 Контакт с древесиной ........................................................................................................ 7.9 Биметаллический контакт ................................................................................................. 8 Методы ускоренных испытаний, применяемых для цинковых покрытий............................. Приложение Д.А (справочное) Сведения о соответствии государственных стандартов

ссылочным международным стандартам .......................................................


IV

Введение Это первое издание, наряду с ISO 14713-2 и ISO 14713-3, отменяет и заменяет ISO 14713:1999, кото-

рый был технически пересмотрен. Серия стандартов ISO 14713 под общим заголовком «Покрытия цинко-вые. Руководство и принципы по защите от коррозии чугунных и стальных конструкций» состоит из сле-дующих частей:

- Часть 1: Общие принципы проектирования и коррозионная стойкость; - Часть 2: Горячее цинкование; - Часть 3: Диффузионное цинкование.


1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ПОКРЫТИЯ ЦИНКОВЫЕ РУКОВОДСТВО И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЗАЩИТЕ ОТ КОРРОЗИИ

ЧУГУННЫХ И СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Часть 1. Общие принципы проектирования и коррозионной стойкости

ПАКРЫЦЦI ЦЫНКАВЫЯ

КІРАЎНІЦТВА I РЭКАМЕНДАЦЫI ПА ЗАШЧЫЦЕ АД КАРОЗII ЧЫГУННЫХ I СТАЛЁВЫХ КАНСТРУКЦЫЙ

Частка 1. Агульныя прынцыпы распрацоўкі і каразійнай устойлівасці

Zinc coatings Guidelines and recommendations for the protection against corrosion of iron and steel in structures

Part 1. General principles of design and corrosion resistance

Дата введения 2013-

1 Область применения Настоящий стандарт устанавливает руководство и рекомендации в отношении общих принципов про-

ектирования изделий, подлежащих защите от коррозии, и обеспечения необходимого уровня коррозионной стойкости, которая обеспечивается цинковыми покрытиями, наносимыми на чугунные и стальные изделия, эксплуатируемые в различных условиях. Выбор защиты от коррозии зависит от следующих факторов:

- доступности стандартных методов; - конструктивных особенностей изделий; - условий эксплуатации. Настоящий стандарт распространяется на цинковые покрытия, получаемые следующими способами: а) горячим цинкованием (наносимое после изготовления); b) непрерывным горячим цинкованием (наносимым на листовой материал); c) диффузионным (шерардизацией); d) газотермическим напылением; e) плакированием; f) гальваническим.

Данное руководство и рекомендации не касаются поддержания защиты от коррозии в процессе экс-плуатации стальных изделий с цинковым покрытием. Руководство по данному вопросу можно получить в ISO 12944-5 и ISO 12944-8.

Примечание – Существует целый ряд стандартов на изделия (например, на гвозди, крепежные изделия, чу-

гунные трубы и т.д.), в которых установлены требования на системы цинкового покрытия, которые выходят за рам-ки общих рекомендаций, представленных в настоящем стандарте. Специальные требования к конкретным издели-ям будут иметь приоритет над данными общими рекомендациями.

2 Нормативные ссылки Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные стандарты. Для датиро-

ванных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного стандарта (включая все его изменения).

ISO 1461:2009 Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования на готовые изделия из чугуна и стали. Технические условия и методы испытаний

ISO 2063:2005 Напыление термическое. Покрытия металлические и другие неорганические. Цинк, алюминий и их сплавы

ISO 2064:1996 Покрытия металлические и другие неорганические. Определения и условные обозна-чения, касающиеся измерения толщины

ISO 2081:2008 Покрытия металлические и другие неорганические покрытия. Электролитические цин-ковые покрытия с дополнительной обработкой по железу или стали

_______________ Проект, первая редакция


2

ISO 8044:19991) Коррозия металлов и сплавов. Общие термины и определения ISO 9223:2012 Коррозия металлов и сплавов. Коррозийность атмосфер. Классификация, определение

и оценка

ISO 9224:2012 Коррозия металлов и сплавов. Коррозийность атмосфер. Установочные значения для категорий коррозийности

ISO 9226:2012 Коррозия металлов и сплавов. Коррозийность атмосфер. Определение скорости кор-розии стандартных образцов для оценки коррозийности

ISO 11844-1:2006 Коррозия металлов и сплавов. Классификация коррозионно-активных атмосфер низкой агрессивности в закрытых помещениях. Часть 1. Определение и оценка коррозионной активности атмосфер в закрытых помещениях

ISO 12683:2004 Покрытие цинковое механически наплавленное. Технические условия и методы испы-таний

ISO 12944-5:2007 Краски и лаки. Антикоррозионная защита стальных конструкций с помощью защит-ных лакокрасочных систем. Часть 5. Защитные лакокрасочные системы

ISO 12944-8:1998 Краски и лаки. Антикоррозионная защита стальных конструкций с помощью защит-ных лакокрасочных систем. Часть 8. Разработка технических условий на новые виды работ и технического обслуживания

ISO 14713-2:2009 Покрытия цинковые. Руководство и рекомендации по защите от коррозии конструк-ций из чугуна и стали. Часть 2. Горячее цинкование погружением

ISO 14713-3:2009 Покрытия цинковые. Руководство и рекомендации по защите от коррозии конструк-ций из чугуна и стали. Часть 3. Цинкование диффузионным способом

EN 10240:1997 Покрытия защитные внутренние и/или наружные для стальных труб. Требования к по-крытиям, изготовленным на автоматизированных линиях методом горячей гальванизации

EN 10346:2009 Изделия стальные плоские с горячим покрытием, нанесенным непрерывным процес-сом погружения. Технические условия поставки

EN 13438:2005 Краски и лаки. Порошковые органические покрытия для оцинкованных или диффузи-онно-оцинкованных стальных изделий, используемых в строительстве

EN 13811:2003 Диффузионное оцинковывание. Цинковые диффузионные покрытия на железных из-делиях. Технические условия

EN 15520:2007 Напыление термическое. Рекомендации по структурному проектированию компонен-тов термически нанесенных напылений

3 Термины и определения В настоящем стандарте применяют термины по ISO 1461, ISO 2063, ISO 2064, ISO 8044, ISO 12683,

EN 13811, а также следующие термины с соответствующими определениями. 3.1 атмосферная коррозия (atmospheric corrosion): Коррозия, в которой роль коррозивной среды играет

земная атмосфера в естественном температурном интервале. (см. ISO 8044:1999 3.04). 3.2 повышенные температуры (elevated temperatures): Температуры от плюс 60 ºС до плюс 200 ºС. 3.3 исключительное воздействие (exceptional exposure): Воздействие, которое существенно ускоряет

процесс коррозии и/или предъявляет повышенные требования к системе защиты от коррозии. 3.4 срок службы до первого ремонта (life to first maintenance): Время с момента первоначального нане-

сения покрытия до момента ухудшения покрытия, когда необходим ремонт для восстановления защиты основ-ного металла.

4 Материалы 4.1 Чугунные и стальные поверхности При горячем цинковании химическая активность стали изменяется в зависимости от химического со-

става, в частности содержания кремния и фосфора (см. ISO 14713-2). Металлургическая и химическая при-рода стали не влияет на защиту газотермическим покрытием или диффузионным цинкованием.

Широкий диапазон сталей, пригодных для цинкового покрытия, делится на следующие категории: - углеродистая сталь, состоящая из железа и углерода, составляет до 90 % производства стали [см.

EN 10025-2 и EN 10080 (сталь арматурная)]; - высокопрочная низколегированная (HSLA) сталь, имеющая незначительные добавки (обычно < 2 %

по массе) других элементов, обычно 1,5 % марганца для обеспечения дополнительной прочности при не-значительном увеличении стоимости (см. EN 10025-6);

_______ 1) Действует только для датированных ссылок


3

- низколегированная сталь, легированная другими элементами, обычно молибденом, марганцем, хро-мом или никелем в общем количестве до 10 % по массе для улучшения прокаливаемости толстостенных деталей (см. EN 10083-1).

Сталь может быть горячекатаной или холоднокатаной. Горячекатаный прокат применяется для про-изводства уголков, плоских и двутавровых сечений и других конструкционных профилей. Некоторые конст-рукционные профили, например, защитные ограждения, плакированные рельсы и панели являются холод-нокатаными.

Серый и ковкий чугуны имеют различный металлургический и химический состав. Методы газотерми-ческого напыления и диффузионного покрытия не зависят от металлургической и химической природы ста-ли, необходимо особое внимание относительно литейных чугунов, которые наиболее подходят для горяче-го цинкования (см. ISO 14713-2).

4.2 Цинковые покрытия Применение цинковых покрытий обеспечивает эффективный метод замедления или предотвращения

коррозии черных металлов (см. раздел 1 для диапазона цинковых покрытий/методов). Цинковые покрытия используются в этом отношении, поскольку они защищают чугун и сталь барьерным и гальваническим дей-ствиями.

5 Выбор цинкового покрытия Систему цинкового покрытия рекомендуется выбирать с учетом следующего: а) общей окружающей среды (макроклимат), в которой она будет применяться; b) локальных изменений окружающей среды (микроклимата), включая предполагаемые последующие

изменения и любые исключительные воздействия; c) требуемого срока службы до первого ремонта системы цинкового покрытия; d) необходимости в дополнительных компонентах; e) необходимости последующей обработки для временной защиты; f) необходимости окрашивания или первоначально (дуплексная система) или когда цинковое покры-

тие подходит к концу своего срока службы до первого ремонта для достижения минимальной стоимости ремонта;

g) доступности и стоимости; h) простоты обслуживания, если срок службы до первого ремонта меньше, чем требуемый срок экс-

плуатации конструкции. Примечание – Срок службы цинкового покрытия в каждом конкретном атмосферном воздействии приблизитель-но пропорционален толщине покрытия. Последовательность операций по применению выбранной системы покрытия рекомендуется обсу-

дить с изготовителем стали и специалистами в области цинкового покрытия. 6 Требования к проектированию 6.1 Общие принципы проектирования для защиты от коррозии На проектирование конструкции и изделий может влиять выбор системы защиты. Это могут быть це-

лесообразные и экономически выгодные изменения конструкции в соответствии с предпочтительной сис-темой защиты.

Рекомендуется рассматривать следующее: а) обеспечение безопасного и легкого доступа для очистки и ремонта; b) избегание «карманов» и углублений, в которых может собираться вода и грязь; конструкция с глад-

кими контурами облегчает нанесение защитного покрытия и способствует увеличению коррозионной стой-кости. Не рекомендуется, чтобы химические вещества, вызывающие коррозию, скапливались на элементах конструкции, например, для удаления солей антигололёдных реагентов следует использовать дренажные трубки;

с) нанесение защитной системы покрытия со сроком службы, сопоставимым со сроком службы самой конструкции, на участки конструкции, которые трудноступны после монтажа;

d) дополнительные меры защиты, если возможна биметаллическая коррозия (коррозия вследствие контакта между разнородными материалами: металлы и/или сплавы) (см. ISO 14713-2);

е) если покрытые чугун и сталь могут контактировать с другими строительными материалами, то особое внимание рекомендуется уделить участку контакта; например, рекомендуется применение краски, липкой ленты или полимерной пленки;

f) горячее цинкование, диффузионное цинкование, плакирование, цинковое пластинчатое покрытие или гальваническое покрытие может быть обеспечено только в заводских условиях; газотермическое напы-


4

ление может быть применено как в заводских условиях, так и на месте эксплуатации. Если необходимо на-несение краски на цинковое покрытие, то такое нанесение легче контролируется в заводских условиях, но если есть вероятность значительного повреждения покрытия при транспортировании и монтаже, то пред-почтительно наносить окончательное покрытие на месте эксплуатации. Нанесение порошкового покрытия на сталь возможно только в заводских условиях.

Если общая система покрытия наносится не на месте эксплуатации, то в технических требованиях должна быть предусмотрена необходимая защита для предотвращения повреждения готовых конструкций из чугуна и стали и ремонт для восстановления покрытия после установки конструкции;

g) горячее цинкование (в соответствии с ISO 1461), диффузионное цинкование (в соответствии с EN 13811) или газотермическое напыление (в соответствии с ISO 2063) рекомендуется производить после гиб-ки и других видов формообразования;

h) методы маркировки деталей не должны влиять на качество операций по предварительной обра-ботке перед нанесением покрытия;

i) могут потребоваться меры предосторожности для минимизации вероятной деформации при обра-ботке или впоследствии;

j) также необходимо учитывать условия, при которых может наноситься покрытие на изделия. 6.2 Проектирование для применения различных процессов цинкового покрытия Практика проектирования изделий для горячего цинкования отличаются от других систем цинкового

покрытия. ISO 14713-2 обеспечивает руководство по проектированию для горячего цинкования. Это допол-нение к общим принципам качественного проектирования для стальных конструкций.

Практика проектирования для покрытий диффузионным цинкованием приведена в ISO 14713-3. Выбор способа газотермического напыления цинка следует согласовать со специалистом-

гальваником, осуществляющим напыление, на ранней стадии для того, чтобы обеспечить доступ ко всем местам напыления на изделии (см. EN 15520).

Проектирование для нанесения гальванического цинкового покрытия соответствует общим принци-пам проектирования для гальванопокрытия, которые в данном стандарте не рассматриваются. Проектиро-вание изделий для покрытия, наносимого способом плакирования, следует обсудить со специалистами-гальваниками; данные процессы являются наиболее подходят для небольших деталей, которые могут об-рабатываться в барабане, для изделий других форм может использоваться специальное оборудование.

6.3 Трубы и полые профили 6.3.1 Общие требования Если трубы и полые профили сухие и герметично уплотнены, то внутренние поверхности труб и по-

лых профилей не нуждаются в защите. Если полые профили подвержены воздействию погодных условий или внутренней среды, которая может способствовать конденсации, и не герметичны, рекомендуется пре-дусматривать меры обеспечения защиты как внутренних, так и внешних поверхностей.

6.3.2 Защита от коррозии внутренних и внешних поверхностей Горячее цинкование обеспечивает равную толщину внутреннего и внешнего покрытия. В некоторых

изделиях толщина покрытия отличается на внутренних и внешних поверхностях, например, трубы для сис-тем водоснабжения (см. EN 10240). Если трубы и полые профили подвержены горячему цинкованию после сборки конструкции, то для нанесения цинкового покрытия рекомендуется обеспечить дренаж- ные /вентиляционные отверстия (см. ISO 14713-2).

Диффузионное цинкование дает равную толщину внутреннего и внешнего покрытий. Нет необходи-мости в мерах предосторожности для полых секций. Если трубы покрываются с помощью диффузионного цинкования, смесь цинкового порошка и песка рекомендуется загружать в трубы перед началом процесса термической диффузии (см. ISO 14713-3).

6.4 Болтовые соединения 6.4.1 Крепежные изделия для использования с покрытиями, нанесенными горячим

цинкованием, диффузионным способом или газотермическим напылением Особое внимание следует уделить защитному покрытию болтов, гаек и других соединительных эле-

ментов. Их защитное покрытие может обеспечить аналогичные характеристики, как и для основных поверх-ностей. В соответствующих международных стандартах на изделия (например, ISO 10684) и в серии меж-дународных стандартов на покрытия крепежных изделий, которые находятся на стадии подготов-ки/публикации, установлены конкретные требования.

Рекомендуется рассмотреть горячее цинкование (см. например, ISO 1461, который охватывает уста-новленные минимальные толщины покрытия до 55 мкм), диффузионный метод или другие методы покры-тия для стальных крепежных изделий. Альтернативно могут быть использованы крепежные изделия из не-ржавеющей стали; меры предосторожности для минимизации биметаллической коррозии приведены в 7.9.


5

Сопрягаемые поверхности соединений, выполненных из высокопрочных самостопорящихся болтов, рекомендуется подвергнуть специальной обработке. Не обязательно удалять покрытия, нанесенными спо-собами газотермическим напылением, диффузионным или горячим цинкованием, из таких зон для получе-ния соответствующего коэффициента трения. Необходимо учесть все требования по избежанию ослабле-ния соединения со временем и по согласованию сопрягаемых размеров.

6.4.2 Сварные соединения Рекомендуется выполнять сварочные работы перед горячим цинкованием, диффузионным цинкова-

нием или газотермическим напылением. Следует избегать использования покрытий для предотвращения прилипания сварных брызг, которые не могут быть удалены в процессе предварительной обработки при гальванических работах. Если такие покрытия применяются, то рекомендуется применять водораствори-мые покрытия с низким содержанием кремния. После сварки рекомендуется обработать поверхность в со-ответствии со стандартом, который устанавливает требования к подготовке всей стальной конструкции пе-ред процессом нанесения защитного покрытия. Сварка должна быть сбалансированной (т.е. равные доли на каждой стороне от главной оси), чтобы избежать получения несбалансированных напряжений в конст-рукции. Сварочные шлаки должны быть удалены перед нанесением покрытия. Для газотермического напы-ления достаточно простой предварительной обработки, но для горячего цинкования необходима дополни-тельная предварительная обработка; в частности, сварочный шлак должен быть удален отдельно. После некоторых видов сварки могут оставаться щелочные отложения. Такие отложения необходимо удалить с помощью пескоструйной обработки с последующей промывкой чистой водой до нанесения покрытия газо-термическим напылением. (Данный метод не применяется для горячего цинкования и диффузионного цин-кования, где процесс предварительной обработки предусматривает удаление щелочных остатков).

По возможности изготовление должно происходить без использования грунтовки, т.к. грунтовка уда-ляется перед горячим цинкованием, диффузионным цинкованием или газотермическим напылением.

Если сварка выполняется после горячего цинкования, диффузионного цинкования или газотермиче-ского напыления, то для обеспечения высококачественного сварного шва предпочтительно перед сваркой удалить покрытие в зоне сварки. После сварки защиту в месте сварного шва рекомендуется восстановить с помощью локального газотермического напыления, лужения и/или цинковых порошковых покрытий.

Не рекомендуется применять сварку для изделий, покрытых с помощью диффузионного цинкования, но в отдельных случаях может быть применена точечная сварка.

После сварки стальных деталей с покрытием поверхность следует подготовить в соответствии с тре-бованиями стандарта, установленными для подготовки стальной конструкции перед нанесением краски или полимеризуемых порошковых покрытий.

Сборочные единицы, содержащие различные металлы, которые нуждаются в различных предвари-тельных обработках, следует обсудить со специалистом-гальваником.

Рекомендуется, чтобы сварка деталей с цинковым покрытием проводилась с соответствующей вен-тиляцией воздуха и соблюдением правил безопасности.

6.4.3 Паяные соединения Сборочные единицы, полученные мягкой пайкой, нельзя подвергать горячему цинкованию или диф-

фузионному цинкованию, а твердой пайки, по возможности, следует избегать, – многие виды твердой пайки не подходят для горячего цинкования или диффузионного цинкования. Если рассматривается твердую пай-ку, то следует проконсультироваться со специалистом-гальваником.

Если в процессах пайки используются коррозионные флюсы, то после пайки необходимо удалить ос-татки флюса, чтобы избежать коррозии покрытых деталей; конструкция таких деталей должна обеспечивать удаление остатков флюса.

6.5 Дуплексные системы ISO 12944-5 и EN 13438 содержат информацию об органических покрытиях, которые наносятся после

горячего и диффузионного цинкований. Для описания комбинации покрытий используется термин «дуп-лексная система»; этот термин наиболее часто используется для описания органических покрытий на изде-лиях с покрытием, нанесенном с помощью горячего цинкования.

Примечание – EN 15773 рассматривает требования к качеству и взаимодействию в сети поставок, при примене-нии дуплексных систем. Срок службы стальной конструкции c цинковым покрытием больше, чем срок службы самой системы

цинкового покрытия, т.к. до того, как конструкция станет непригодной к эксплуатации, сталь может подвер-гаться коррозии. При необходимости увеличения срока службы цинкового покрытия, должно проводиться его восстановление до появления коррозии стали (предпочтительно при толщине сохранившегося цинково-го покрытия 20 – 30 мкм). Это обеспечит больший срок службы восстановленной системе цинкового покры-тия и органического покрытия по сравнению с простым органическим покрытием.

Общий срок службы системы цинкового покрытия и органического покрытия существенно больше, чем сумма сроков службы цинкового покрытия и защитного органического покрытия по отдельности. Это так называемый синергетический эффект, т.е. наличие цинкового покрытия снижает вероятность возникнове-ния коррозии под слоем лакокрасочного покрытия; а краска предохраняет цинковое покрытие от прежде-


6

временной коррозии. Если необходимо сохранить неповрежденным слой краски как основу для ремонта, то первоначально нанесенная система лакокрасочного покрытия должна иметь достаточно толстый слой по-крытия.

Ремонт, как правило, проводят, когда цинковое покрытие теряет свой внешний вид или разрушается. Цинковые покрытия разрушаются медленнее по сравнению с лакокрасочными. Следовательно, цинковое покрытие может быть рекомендовано на 20 лет и более до первого ремонта, а лакокрасочное покрытие (по причинам изменения внешнего вида) рекомендуется только на 10 лет до первого ремонта. В местах разру-шения слоя краски может скапливаться влага, что ускоряет коррозию металла, особенно на поверхностях, не вымываемых дождем.

Если ремонт не проводить до того как цинковое покрытие износится и появится коррозия, то чугун и сталь необходимо ремонтировать таким же образом, как и окрашенную сталь с коррозией.

6.6 Ремонт Цинковые покрытия можно не ремонтировать, если скорость коррозии недостаточна для воздействия

на характеристики конструкции в течение ее расчетного периода эксплуатации. Если требуется больший срок службы, то ремонт покрытия рекомендуется проводить зачисткой и повторным цинкованием конструк-ции (ее части) или окраской, сохраняя первоначальное покрытие.

7 Коррозия в различных средах 7.1 Воздействие атмосферы Скорость коррозии цинкового покрытия зависит от времени, в течение которого оно подвергается

воздействию влаги, загрязненному воздуху и загрязнению поверхности, но скорость коррозии значительно медленнее, чем просто для стали, и часто уменьшается со временем. Общая информация по скорости ат-мосферной коррозии для цинка приведена в ISO 9224.

В таблице 1 приведены основные группы окружающей среды (в соответствии с ISO 9223). Если отно-сительная влажность менее 60 %, скорость коррозии чугуна и стали пренебрежимо мала, и они могут не подвергаться цинковому покрытию, например, внутри многих зданий. Цинковое покрытие (с лакокрасочным покрытием или без него) может быть необходимо с точки зрения внешнего вида или гигиены, например, в пищевой промышленности. Если относительная влажность более 60 % или при эксплуатации конструкция подвержена увлажнению поверхности или погружению в воду или продолжительной конденсации, то, как и другие металлы, чугун и сталь подвергаются более серьезной коррозии. Остатки загрязняющих веществ на поверхности, особенно хлориды или сульфаты, увеличивают скорость коррозии. Вещества, которые оста-ются на поверхности чугуна и стали, увеличивают скорость коррозии, если они поглощают влагу или пере-ходят в раствор на поверхности чугуна и стали. Температура также влияет на скорость коррозии на неза-щищенных чугуне и стали, а колебания температуры имеют более сильное воздействие, чем постоянная температура.

Также важен микроклимат, т.е. условия, существующие вокруг конструкции, потому что он позволяет получить более точную оценку подобных условий, чем изучение только основного климата. Микроклимат не всегда известен на стадии разработки проекта. Рекомендуется приложить все усилия для точного опреде-ления микроклимата, так как он является важным фактором в общих условиях окружающей среды, в кото-рых требуется защита от коррозии. Примером микроклимата может послужить нижняя часть моста (напри-мер, часть, находящаяся над водой).

Коррозия стальной конструкции внутри зданий зависит от среды в самом здании, но в «нормальных» условиях, с сухим и теплым воздухом, она незначительна. Стальная конструкция по периметру стены, на-пример, стальная конструкция без прямого контакта с наружной панелью стены, состоящей их двух частей, разделенных воздушным пространством, подвергается меньшей коррозии, чем стальная конструкция в кон-такте с внешней панелью стены или встроенная в нее. Производственные здания, содержащие химические среды, влажный или загрязненный воздух, рекомендуется рассматривать с особым вниманием. Стальные конструкции, которые частично находятся в укрытии, например, сельские амбары и авиационные ангары, рекомендуется рассматривать как подверженные воздействию внешней окружающей среды.

В таблице 1 установлены примерные диапазоны скорости коррозии цинковых покрытий, подвержен-ных различным типам коррозионной агрессивности атмосферы, в соответствии с ISO 9223.


7

Таблица 1 – Описание типичных атмосферных условий и категорий коррозионной агрессивности

Типичная окружающая среда (примеры) Категория коррозионной

агрессивности С скорость коррозии для цинка (рассчитана на один год воздействия), rcorr(мкм а-1) и уровень

коррозии

В помещении На открытом воздухе

С1 rcorr ≤ 0,1

Очень низкий

Отапливаемые помещения с низ-кой относительной влажностью и незначительным загрязнением, например, офисы, школы, музеи

Зоны сухого или холодного климата, атмо-сферная среда с очень низким уровнем за-грязнения и влажности, например, пустыни, центральная Арктика/Антарктика

С2 0,1 < rcorr ≤ 0,7

Низкий

Неотапливаемые помещения с из-меняющейся температурой и отно-сительной влажностью. Низкая частота конденсации и низкий уро-вень загрязнения, например, скла-ды, спортзалы

Зона умеренного климата, атмосферная среда с низким уровнем загрязнений (SO2 < 5 мг/м3), на-пример: сельские зоны, малые города. Зоны сухо-го или холодного климата, атмосферная среда с кратковременными осадками, например, пустыни, субарктические зоны

С3 0,7 < rcorr ≤ 2 Средний

Помещения с умеренной частотой конденсации и умеренным уров-нем загрязнения от производст-венных процессов, например, по-мещения пищевой промышленно-сти, прачечные, пивоваренные за-воды, молочные заводы

Зона умеренного климата, атмосферная среда со средним уровнем загрязнения (SO2: 5–

30 мг/м3) или небольшое воздействие хлори-дов, например: городские зоны, прибрежные зоны с низким содержанием хлоридов, зоны субтропиков и тропиков с низким уровнем за-грязнения

С4 2 < rcorr ≤ 4 Высокий

Помещения с высокой частотой конденсации и высоким уровнем загрязнения от производственных процессов, например, промыш-ленные перерабатывающие заво-ды, плавательные бассейны

Зона умеренного климата, атмосферная среда с высоким уровнем загрязнения (SO2: 30–

90 мг/м3) или существенным воздействием хлоридов, например: загрязненные городские зоны, промышленные зоны, прибрежные зоны без брызг соленой воды, зоны, подверженные сильному воздействию солей антигололедных реагентов, зоны субтропиков и тропиков со средним уровнем загрязнения

С5 4 < rcorr ≤ 8

Очень высокий

Помещения с очень высокой час-тотой конденсации и/или с высо-ким уровнем загрязнений от про-изводственных процессов, напри-мер, шахты для промышленных целей, невентилируемые ангары в зонах субтропиков и тропиков

Зоны умеренного климата и субтропиков, ат-мосферная среда с очень высоким уровнем загрязнения (SO2: 90 – 250 мг/м3) и/или суще-ственным влиянием хлоридов, например: про-мышленные зоны, прибрежные зоны, укрытые позиции на береговой линии

Сх 8 < rcorr ≤ 25

Экстремальный

Помещения с почти постоянной конденсацией или длительными периодами воздействия очень вы-сокой влажности и/или с высоким уровнем загрязнения от производ-ственных процессов, например, не-вентилируемые цеха; мастерские ангары во влажных тропических зо-нах с проникновением загрязнений с наружным воздухом, включая хлориды и стимулирующие корро-зию вещества в виде частиц

Зоны субтропиков и тропиков (очень большое количество осадков) атмосферная среда с очень высоким уровнем загрязнений (SO2: бо-лее чем 250 мг/м3), включая сопутствующие производственные загрязнения и/или сильное воздействие хлоридов, например: интенсив-ные промышленные зоны, прибрежные зоны и зоны, на некотором расстоянии от берега (в море), с периодическим воздействие соляного тумана

Примечание 1 – Содержание хлоридов в прибрежных зонах сильно зависит от направления ветра, скорости ветра, рельефа местности, островов, которые укрывают побережье от ветра, расстояние от месторасположения до моря и т.п., которые влияют на распространение морской соли. Примечание 2 – Экстремальное влияние хлоридов, которое характерно для морского разбрызгивания или соляного тумана, выходит за рамки распространения ISO 9223. Примечание 3 – Классификация коррозионной активности в особых атмосферных средах эксплуатации, например, в химической промышленности, выходит за рамки распространения ISO 9223. Примечание 4 – Защищенные и неомываемые дождем поверхности в морской атмосферной среде, где сохраняются хлориды, могут подвергаться более высокой коррозионной активности за счет присутствия гигроскопических солей.


8

Продолжение таблицы 1 Примечание 5 – В средах с предполагаемой категорией СХ рекомендуется определять классификацию коррозионной аг-рессивности атмосферы в течении года. ISO 9223 в настоящее время пересматривается, категория СХ будет включена в пересмотренный документ. Примечание 6 – Концентрацию диоксида серы (SO2) рекомендуется определять в течение не менее 1 года и выражать как среднегодовую. Примечание 7 – Подробные описания типов окружающих сред в помещениях в пределах категорий коррозионной ак-тивности С1 и С2 приведены в ISO 11844-1. Категории коррозионной активности внутри помещений IC1 – IC5 опреде-лены и классифицированы. Примечание 8 – Критерий классификации основан на методах определения скорости коррозии стандартных образцов для оценки коррозионной активности (см. ISO 9226). Примечание 9 – Значения потери толщины идентичны тем, которые приведены в ISO 9223, кроме того, что для скоро-сти коррозии 2 мкм (в год) или более, значения округлены до целых значений. Примечание 10 – Цинковый стандартный образец описан в ISO 9226. Примечание 11 – Скорости коррозии, превышающие верхние пределы категории С5, рассматриваются как экстре-мальные. Категория коррозионной активности СХ относится к особым морской и морской/промышленной окружающим средам. Примечание 12 – В первом приближении коррозия всех металлических цинковых поверхностей имеет одинаковую скорость в конкретной окружающей среде. Чугун и сталь обычно коррозируют в 10 – 40 раз быстрее, чем цинк, более высокие коэффициенты обычно в средах с высоким содержанием хлоридов. Эти данные, относящиеся к плоскому листу, приведены в ISO 9223 и ISO 9224. Примечание 13 – Изменение атмосферных условий происходит со временем. Для многих регионов концентрации за-грязнений (особенно SO2) в атмосфере со временем уменьшается. Это приводит к снижению категории коррозионной активности в таких регионах. Это в свою очередь приводит к тому, что цинковые покрытия коррозируют с более низкой скоростью по сравнению со статистическими данными коррозионной характеристики за длительный период времени. Другие регионы подвергались повышенному загрязнению окружающей среды и промышленной деятельности и, сле-довательно, можно ожидать более точных характеристик развития окружающей среды, чем описанные для категорий с высокой коррозионной активностью. Примечание 14 – Скорость коррозии для цинка и слоев железоцинковых сплавов примерно одинакова.

В таблице 2 указан срок службы до первого ремонта для выбранных цинковых покрытий в зависимо-сти от ряда категории коррозионной активности. Минимальный и максимальный ожидаемый срок службы указаны для каждой выбранной системы и указан класс долговечности. Прочность классифицируется по следующим классам: а) очень низкая (VL) от 0 до < 2 лет b) низкая (L) от 2 до < 5 лет c) средняя (М) от 5 до < 10 лет d) высокая (H) от 10 до < 20 лет e) очень высокая (VH) ≥ 20 лет 7.2 Воздействие почвы Широкий диапазон физических и химических свойств почв (например, изменение pH от 2,6 до 12 и со-противление от 10 Ом до примерно 100 кОм) и большая неоднородность почв означает, что коррозия цин-ковых покрытий в почвах по характеру редко бывает одинаковой. Коррозия в почве зависит от ее мине-рального содержания, от природы этих минералов и органических компонентов, содержания воды и кисло-рода (аэробная и анаэробная коррозия). Скорость коррозии в почве с нарушенной структурой обычно выше, чем в почве с ненарушенной. Общее руководство по вероятности возникновения коррозии в почве также приведено в EN 12501-1. Почвы, содержащие известь, и песчаные почвы (при условии, что они не содержат хлоридов) в об-щем, наименее агрессивны, в то время как глинистые почвы и глинисто-известковые почвы коррозионны в ограниченной степени. В болотистых и торфяных почвах коррозионная агрессивность зависит от общего содержания кислот. Если основные чугунные и стальные конструкции, такие как трубопроводы, туннели и резервуары, проходят через разные типы почвы, может возникнуть повышенная коррозия (локализованная) в отдель-ных местах (анодные зоны) путем формирования различных аэрационных элементов. Для некоторых при-менений, например, упрочнение грунта, применяется контролируемая засыпка вместе с цинковым покры-тием. Коррозионные элементы могут также формироваться у уровня раздела сред почва/воздух и поч-ва/грунтовая вода, что приведет к повышенной коррозии, поэтому таким зонам рекомендуется уделять осо-бое внимание при рассмотрении. Применение катодной защиты для конструкций в почве (или в воде) может как изменить требования к защитным покрытиям, так и продлить срок их службы. Для полного руководства на всех имеющихся условиях следует получать консультацию специалиста-гальваника.

Среднегодовая скорость коррозии для цинковых покрытий в большинстве почв менее чем 10 мкм, факторы, влияющие на коррозию в условиях определенных почв, являются комплексными и поэтому тре-буются подробные рекомендации специалиста-гальваника касательно конкретных условий воздействий.


9

Таблица 2 – Срок службы до первого ремонта для выбора систем цинкового покрытия в зависимости от ряда категории коррозионной агрессивности

Выбранная категория коррозионной агрессивности (ISO 9223), срок службы мин./макс. (лет),

класс долговечности (VL, L, M, H, VH)

Способ покрытия Ссылочный стандарт

Мини-мальная толщина,

мкм С3 С4 С5 СХ 85 40/>100 VH 20/40 VH 10/20 H 3/10 M 140 67/>100 VH 33/67 VH 17/33 VH 6/17 H

Горячее цинкование ISO 1461

200 95/>100 VH 48/95 VH 24/48 VH 8/24 H 20 10/29 H 5/10 M 2/5 L 1/2 VL Непрерывное горячее цин-

кование листовой стали EN 10346

42 20/60 VH 10/20 H 5/10 M 2/5 L Горячее цинкованние труб EN 10240 55 26/79 VH 13/26 H 7/13 H 2/7 L

15 7/21 H 4/7 M 2/4 L 1/2 VL 30 14/43 VH 7/14 H 4/7 M 2/4 VL

Диффузионное цинкова-ние

EN 13811

45 21/65 VH 11/25 H 6/11 M 3/6 L 5 2/7 L ½ VL 1/1 VL 0/1 VL Гальваническое цинко-

вание ISO 2081

25 12/36 H 6/12 M 3/6 M 1/3 VL 8 4/11 M 2/4 L 1/2 VL 0/1 VL Плакирование ISO 12683

25 12/36 H 6/12 M 3/6 L 1/3 VL Примечание 1 – Значения срока службы округлены до целых чисел. Распределение обозначения долговечности ос-новано на среднем значении рассчитанного минимального и максимального срока службы до первого ремонта, на-пример, 85 мкм цинкового покрытия в категории коррозионной активности С4 (скорость коррозии для цинка от 2,1 до 4,2 мкм в год) дает ожидаемую долговечность 85/2,1 = 40,746 лет (округленную до 40 лет) и 85/4,2 = 20,238 лет (ок-ругленную до 20 лет). Средняя долговечность (20 + 40)/2 = 30 лет – обозначается «VH». Примечание 2 – Срок службы до первого ремонта систем защитного покрытия: перечень способов приведен в на-стоящей таблице, классифицированный по окружающей среде и среднестатистическому времени до первого ремон-та, указывает варианты, открытые для нормировщика. Рекомендуемые способы покрытия для продления срока служ-бы будут всегда защищать на более короткие периоды и часто экономичны на эти короткие периоды. Примечание 3 – Эта таблица может быть применена для любого цинкового покрытия для определения срока службы до первого ремонта. Скорость коррозии для любой окружающей среды указывается с помощью классификации кате-горий коррозионной агрессивности (С3 – СХ). Минимальный и максимальный срок службы до первого ремонта для выбранной системы установлен в данной таблице. Примечание 4 – Невозможно достигнуть одинаково равномерной толщины покрытия любого типа. Третья колонка таблицы показывает минимальную среднюю толщину покрытия для каждого способа. На практике общее среднее значение толщины покрытия в значительной степени превышает этот минимум, который является важным для цин-кового покрытия, способного защитить смежные участки, которые могут преждевременно потерять свое покрытие. Примечание 5 – Следует отметить, что требования к толщине, установленные в EN 10240, являются требованиями к минимальной локальной толщине. Кроме того, толщина, установленная для покрытий в данных таблицах, может не совпадать с установленными толщинами покрытий в некоторых других стандартах. Примечание 6 – В настоящей таблице дается руководство для покрытий, наносимых на конструкционные и холоднока-таные сорта горячеоцинкованного листа и холоднокатаные части, на лист с гальваническим цинкованием, на покрытия с газотермическим напылением цинка, на покрытие, наносимое способом плакирования, на диффузионные цинковые покрытия и на изделия горячеоцинкованные после изготовления. Готовые горячим цинкованнием изделия и полуфаб-рикаты, изготовленные из тонкого материала, крепежные изделия и другие центрифугированные изделия обычно име-ют промежуточные толщины покрытия (см. также соответствующие стандарты на изделия). Если срок службы всех цин-ковых покрытий примерно пропорционален толщине или массе имеющегося цинкового покрытия, то относительная экс-плуатационная характеристика таких промежуточных толщин может быть легко оценена. Примечание 7 – Покрытия сплавом цинк/алюминий (с алюминием от 5 % до 55 %) обычно сохраняются дольше, чем покрытия из чистого цинка; ожидая более широкого применения таких покрытий, они не включены в настоящую таб-лицу. Имеется широко распространенная техническая литература по таким видам материалов. Примечание 8 – Толщина покрытия, нанесенного методом горячего цинкования на изделия: ISO 1461 устанавливает стандартное горячее цинковое покрытие погружением толщиной минимум 85 мкм для стали толщиной > 6 мм. Тол-столистовая сталь, автоматически горячеоцинкованные трубы и центрифугированные изделия (как правило, резьбо-вые изделия и фитинги) имеют более тонкое покрытие, но оно обычно более 45 мкм. По возможности неоходимо ис-пользовать покрытия с толщиной, отличающейся от установленной, срок службы таких покрытий может быть уста-новлен определенным расчетом; срок службы защитных покрытий (в первом приближении) пропорционален их тол-щине. Для труб по EN 10240 включает вариант установки заказчиком более толстого покрытия, которое будет обес-печивать более длительный срок службы. Покрытия горячим погружением толще, чем 85 мкм, не установлены в ISO 1461, однако общие положения настоящего стандарта применяют и вместе с конкретными значениями толщин могут войти в технические требования, допускающие верификацию третьей стороной. Необходимо знать состав исполь-зуемой стали, а также проконсультироваться со специалистом-гальваником перед разработкой технических требова-ний, т.к. эти покрытия с большей толщиной могут быть непригодны для всех марок стали. Если сталь подходит, то большую толщину покрытий можно устанавливать в требованиях.


10

Продолжение таблицы 2 Примечание 9 – Толщина покрытия диффузионным методом на изделиях: EN 13811 устанавливает толщину покры-тий трех классов до 45 мкм, но для конкретных применений может использоваться большее значение толщины по-крытия. Необходимо рассматривать более толстые покрытия до 75 мкм. Если требуются более толстые покрытия, то следует проконсультироваться со специалистом-гальваником по диффузионному цинкованию, т.к. более толстое по-крытие может не подойти для всех марок стали. Примечание 10 – Покрытия, наносимые газотермическим напылением. Эти покрытия обычно используются как часть системы защиты от коррозии после нанесения герметизирующего слоя. Рабочие характеристики системы покрытия сильно зависят от эффективности нанесения покрытия. В настоящем стандарте не установлены данные по рабочим характеристикам. Дополнительные рекомендации можно найти в EN 15520. 7.3 Воздействие воды Тип воды – мягкая или жесткая, пресная вода/солоноватая вода/соленая вода - имеет большое влия-ние на коррозию чугуна и стали в воде и выбор защитного цинкового покрытия. С цинковым покрытием на коррозию влияет химический состав воды, но температура, давление, скорость потока воды, перемешива-ние и наличие кислорода также оказывают влияние. Например, цинк не рекомендуется применять в горячей воде, не образующей накипи; тяжелая коррозия цинка может также возникнуть в конденсате, особенно ме-жду 55 ºС и 80 ºС (например, в саунах). В противном случае, барьерная защита может возникать при любой температуре; примерно ниже 60 ºС цинк также может обеспечить катодную защиту. Срок службы цинковых поверхностей в холодной накипеобразующей воде обычно выше, чем в воде, не образующей накипь (реко-мендуется использовать индекс Ризнара или Лангелье для расчета, является ли вода накипеобразующей). Рекомендуется использовать имеющийся опыт и консультации специалиста-гальваника, так как состав не-соленых вод может сильно изменяться.

Для горячей воды всегда рекомендуется прибегать к совету специалиста-гальваника (см. например, EN 12502-3). Покрытия, используемые для всех конструкций (включая трубы, фитинги, резервуары и крыш-ки резервуаров), в контакте с питьевой водой должны быть нетоксичными и не влиять на вкус или запах, цвет или помутнение воды, и не способствовать микробному воздействию. Если для резервуаров необхо-дима дополнительная защита к покрытию горячим цинкованием, то рекомендуется применять покрытия с толстым слоем битумной краски. Зонам колебания уровня воды (т.е. зона, в которой уровень воды изменяется в результате природных явлений – например, во время прилива-отлива или искусственное изменение уровня воды в закрытых ка-мерах или водохранилищах) или зонам разбрызгивания следует уделять особое внимание, так как в допол-нение к воздействию воды, также необходимо учитывать влияние атмосферных условий и истирания. Многие факторы, влияющие на коррозию в пресной воде, делают непрактичным представление про-стого руководства. Некоторые руководства касательно морской воды приведены ниже, но для всех воздей-ствий воды рекомендуется применять совет специалиста-гальваника для полного руководства по всем имеющимся условиям. В морской воде умеренной солености средняя скорость коррозии цинка будет обычно находиться в пределах между 10 и 20 мкм в год. Труба с покрытием, нанесенным горячим цинкованием/лист, оцинкован-ный гальваническим способом и фитинги с гальваническим, диффузионным, электрохимическим или меха-ническим покрытием обычно имеют дополнительную защиту, когда используются в морской воде (см. ISO 12944-5 и ISO 12944-8 и EN 13438). Соленая вода может быть более или менее коррозионно активной, чем морская вода, и поэтому не могут быть приведены общие оценки долговечности в отношении такой воды. Руководство по вероятности возникновения коррозии для покрытий горячим цинкованием, исполь-зуемым в системах хранения воды и водоснабжения, в соответствии с EN 12502-3. 7.4 Износ Природное механическое воздействие может возникать в водах при смещении гальки, истирании пес-ком, брызгами волн и т.п. Частицы, захваченные ветром (например, песок), также могут вызвать увеличение воздействия. Цинковые покрытия имеют более высокую стойкость к износу (коэффициент 10 и более), чем у большинства традиционных лакокрасочных покрытий. Сплавы цинк-железо являются особенно твердыми. Зоны, для ходьбы и езды или зоны трения, могут быть подвержены сильному износу. Зоны под крупным гравием подвергаются сильной эрозии от ударов и износов. Хорошая адгезия между цинковыми покрытия-ми и сталью (особенно при горячем цинковании и диффузионном покрытии, где есть реакция сплавления) помогает ограничить такие эффекты. 7.5 Воздействие химических веществ Определяющим характером коррозии цинковых покрытий в жидких химических средах, является рН химического раствора. Цинковые покрытия, такие как гальванические, выполняют хорошо свои функции в растворах рН более 5,5 и ниже 12,5. Смешивание, аэрация, температура, поляризация и присутствие ин-гибиторов могут влиять на конкретную скорость коррозии, обеспечиваемую покрытием.


11

В пределах диапазона рН 5,5 – 12,5 формируется защитная пленка на цинковом покрытии и скорость коррозии становится очень низкая. Точный химический состав защитной пленки в некоторой степени зави-сит от конкретной химической среды. Т.к. большинство жидкостей имеют рН 5,5 – 12,5, оцинкованные стальные контейнеры широко используются при хранении и транспортировании многих химических раство-ров. Продолжительные или частый прямой контакт с кислотами или сильными щелочами не рекомендует-ся. Многие органические растворители имеют незначительное влияние на цветные металлы, тем не ме-нее, требуются конкретные советы специалиста-гальваника по каждому химическому веществу.

7.6 Воздействия повышенных температур Все описанные цинковые покрытия обычно подходят для высоких температур. Рекомендуется прибе-гать к отдельным советам специалиста-гальваника касательно любых органический материалов/покрытий. Температуры выше 200 ºС не рассматриваются в настоящем стандарте. Температуры от + 200 ºС до + 500 ºС возникают только при особых условиях строительства и экс-плуатации, например, в стальных вытяжных трубах, дымоходах и газоотводящих каналах на коксохимиче-ских заводах. Требуются конкретные советы специалиста-гальваника для покрытия поверхностей, подвер-женных таким температурам. Покрытия, нанесенные диффузионным цинкованием, имеют термостойкость до 600 ºС. 7.7 Контакт с бетоном Незащищенные стальные изделия в контакте с бетоном могут подвергаться коррозии, т.к. влага про-никает в бетон через трещины и поры. Продукты окисления от реакции между сталью и присутствием ки-слорода/влаги могут создать достаточное давление чтобы вызвать повреждения бетона (отслаивание). Цинковые покрытия (обычно применяемые в виде покрытия горячим цинкованием погружением для упроч-нения – см. ISO 14857) могут быть использованы для предотвращения такого типа разрушения на долгий период времени в зависимости от специфики воздействия окружающей среды. Защита от коррозии оцинкованной арматуры в бетоне обусловлена сочетанием полезных воздейст-вий. Первостепенным значением является высокий предел содержания хлоридов (от 2 до 4 раз) для цинко-вого покрытия в начале коррозии по сравнению с непокрытой сталью. В дополнение, цинк имеет гораздо больший диапазон рН образования защитной пленки, чем сталь, что делает оцинкованную арматуру устой-чивой к снижению рН, понижая эффекты карбонизации по мере старения бетона. Даже когда цинковое по-крытие начинает коррозировать, скорость коррозии значительно меньше, чем коррозия непокрытой стали. Цинк сохраняет пассивность при более низких уровнях рН, чем черные металлы (9,5 против 11,5), что делает оцинкованную арматуру гораздо менее чувствительной к коррозии вследствие карбонизации бето-на. Цинк реагирует с влажным бетоном с образованием гидроксоцинката кальция, сопровождающимся выделением водорода. Такой продукт коррозии нерастворим и защищает нижележащий цинк (при условии, что окружающая бетонная смесь имеет рН ниже 13,3.) Исследования показывают, что в течение первоначальной реакции до возникновения пленки на по-крытии и затвердения бетона, некоторая часть чистого слоя цинка растворяется. Однако эта первоначаль-ная реакция прекращается, как только бетон застывает и формируется покрытие гидроксоцинката. Иссле-дования оцинкованной арматуры, извлеченной из конструкций показывают, что покрытие сохраняется в та-ком пассивном состоянии длительный период времени, даже когда оно подвержено высокой концентрации хлоридов в окружающем бетоне. Для бетонов с высоким рН или при некотором фоновом содержании хлоридов, на поверхности цинка может образоваться защитная пленка, используя ряд свойств патентованных последующих обработок, как защита от излишнего образования водорода, что может в ряде случаев уменьшить прочность на разрыв арматурного прутка. При нормальном состоянии бетона исследования не показывают статистических раз-личий в прочности связи между оцинкованной арматурой, которая была пассивирована и непассивирована. Покрытия, нанесенные методом диффузионного цинкования, в соответствии с EN 13811 пассивиру-ются и, следовательно, будут подготовлены для низкого или высокого содержания хлоридов, которые со-держаться в бетоне. Во всех других отношениях диффузионный метод цинкования будет действовать таким же образом, что и горячее цинкование в контакте с бетоном. 7.8 Контакт с древесиной Изделия, покрытые цинком, применяются в изделиях, которые находятся в контакте с древесиной различных пород. Необходима осторожность во избежание прямого контакта между цинковыми покрытия-ми и древесиной, которая могла обрабатываться кислыми консервантами. После того как древесина высу-шена и консерванты устранены, контакт допустим, даже если древесина вновь станет влажной. Очень кис-лая древесина, такая как дуб, каштан съедобный, западный красный кедр и пихта Дугласа могут быть ис-пользованы совместно с покрытыми цинком изделиями, хотя может произойти некоторая первичная корро-


12

зия. В таких случаях могут быть использованы изоляционные методы, например, применение органического покрытия в месте контакта. Покрытия, нанесенные методом диффузионного цинкования, содержат сплавы цинк-железо, которые в результате термической диффузии создают поверхность, которая имеет высокий коэффициент трения аналогично слою покрытия любого изделия из легированной стали, подвергнутого горячему цинкованию. Эти покрытия, как правило, требуют более высоких усилий по извлечению из древесины, что, например, ис-пользуется на гвоздях. 7.9 Биметаллический контакт Когда два разнородных металла вступают в контакт и присутствует электролит, такой как влага, то возникает вероятность биметаллической коррозии у более электроотрицательного или анодного металла, как определено в электрохимическом ряду, который коррозирует в первую очередь, предотвращая корро-зию другого металла (см. таблицу 3).

Таблица 3 – Гальванический ряд (основанный на электродных потенциалах), показывающий относительное положение цинка к другим металлам

Анодный – более склонный к коррозии Магний Цинк

Алюминий Углеродистая и низколегированная стали

Литейный чугун Свинец Олово

Медь, латунь, бронза Никель (пассивный)

Титан Нержавеющая сталь

Катодный – менее склонный к коррозии

Биметаллический эффект является основой для протекторной защиты, которую цинковое покрытие (например, горячее цинкование) обеспечивает для малых зон незащищённой стали, если покрытие повре-ждено. Цинковые покрытия корродируют в первую очередь, защищая металл, который ниже его в электро-химическом ряду. Степень биметаллической коррозии будет зависеть от числа факторов, в т.ч.: какие металлы контак-тируют, соотношение площадей контактирующих металлов и условий эксплуатации. Как правило уровень биметаллической коррозии будет увеличиваться с увеличением разницы потен-циалов между двумя металлами, например, как далеко расположены друг от друга два металла в гальвани-ческом ряду напряжений. Однако потенциал может изменяться вследствие образования оксидного слоя и не может быть использован для определения степени возникновения биметаллической коррозии, т.к. дру-гие факторы, которые приведены ниже, также важны. Соотношение площадей контактирующих металлов имеет существенное значение, и в идеале соот-ношение металлов анод-катод должно быть высоким. Если соотношение уменьшается, то могут возникнуть проблемы вследствие высокого уровня восстановления кислорода, которое может привести к увеличеннию коррозии анодного металла. Воздействующие условия имеют большое значение, т.к. для биметаллической коррозии электролит должен связать два имеющихся металла. В результате, в сухой окружающей среде (внутри помещения) ве-роятность биметаллической коррозии очень низкая, в то время как во внешних атмосферных условиях ве-роятность увеличивается вследствие наличия влаги в форме дождя и конденсации. Наиболее худшими ус-ловиями является погружение в раствор, где электролит постоянно соединяет два металла. Обычно любая возможность биметаллической коррозии может быть ослаблена электрической изоля-цией двух металлов друг от друга. Для болтовых соединений это может быть обеспечено использованием неопреновых или пластиковых шайб, в то время как для перекрытых поверхностей это может быть достиг-нуто использованием пластиковых прокладок или окрашиванием одной из поверхностей подходящей сис-темой лакокрасочного покрытия. Обычно горячеоцинованная сталь хорошо функционирует в контакте с наиболее распространенными конструкционными металлами, когда в атмосферных условиях (см. таблицу 4), обеспечивается высокое от-ношение площадей оцинкованной стали к другому металлу. И наоборот, в условиях погружения эффект биметаллической коррозии существенно увеличивается, и обычно требуется изоляция.


13

Таблица 4 – Указание дополнительной коррозии, ожидаемой вследствие прямого контакта цинка с другими металлами

Воздействие атмосферы Погруженное состояние Металл Сельская

местность Промышленные/

городские районы

Прибрежная зона

Пресная вода Морская вода

Алюминий a a-b a-b b b-c Латунь b b a-c b-c c-d Бронза b b b-c b-c c-d Литейный чугун b b b-c b-c c-d Медь b b-c b-c b-c c-d Свинец a a-c a-b a-c a-c Нержавеющая сталь

a-b a-b a-b b b-c

a Цинковое покрытие будет испытывать или дополнительную коррозию, или только незначительную. дополни-тельную коррозию, которая обычно допускается при эксплуатации. b Цинковое покрытие будет испытывать незначительную или умеренную дополнительную коррозию, которая может быть допустимой в некоторых случаях эксплуатации. с Цинковое покрытие будет испытывать сильную дополнительную коррозию, необходимы защитные меры. d Цинковое покрытие будет испытывать сильную дополнительную коррозию, контакта рекомендуется избегать. Руководство, связанно с конкретным применением, касающимся оцинкованных стальных изделий в контакте с указанным металлом или сплавом. а) Алюминий – Вероятность увеличения биметаллической коррозии вследствие атмосферного кон-такта с алюминием относительно низкая. Применение оцинкованной стали и алюминия, используемые в сочетании друг с другом, является плакирование алюминием. В этом случае рекомендуется изоляция вследствие большой площади поверхности алюминиевых пластин. b) Медь – Вследствие большого потенциала, установившегося при контакте между сталью с цинко-вым покрытием, и медью и медьсодержащими сплавами, рекомендуется применение электроизоляции (да-же в атмосферных условиях). При конструировании рекомендуется избегать стока воды с меди на оцинко-ванные изделия, так как малые количества меди, растворенной в воде, могут откладываться на изделии, что приведет к биметаллической коррозии. с) Свинец – Вероятность биметаллической коррозии со свинцом в атмосферной среде низкая и нет информации о проблемах, касающихся, например, применения свинцовой гидроизоляции оцинкованных изделий и использование свинца в опорах с цинковым покрытием. d) Нержавеющая сталь – Применение нержавеющей стали с оцинкованной сталью используется в виде гаек и болтов в атмосферных условиях. Учитывая низкий потенциал для биметаллической коррозии и малую площадь поверхности крепежных изделий из нержавеющей стали, биметаллическая коррозия обыч-но отсутствует, практика показывает необходимость сохранения изоляции, используя изолирующие шайбы. Практический опыт показывает, что там, где отношение площади поверхности цинка к площади друго-го металла большое, и указана категория «а» или «а – b», дополнительная коррозия как результат контакта будет незначительной или будет отсутствовать. Если соотношение площадей поверхностей уменьшено или выше, может потребоваться изоляция. 8 Методы ускоренных испытаний цинковых покрытий Испытания на воздействие соляного тумана не могут быть проведены для точного испытания стали с цинковым покрытием, потому что они ускоряют механизм внешнего повреждения. Без надлежащего цикла влажно/сухо цинковое покрытие не может образовать слои патины. Отсутствие слоя патины подвергает цинковое покрытие постоянному внешнему воздействию и предполагает низкий срок службы цинкового по-крытия.

Примечание – Для многих применений стали с цинковым покрытием прилагаются усилия для разработки кор-ректных методов испытаний для определения правильного «ускоренного» срока службы. Один из методов испы-таний для систем предотвращения коррозии описан в американском стандарте ASTM B117. Технический коми-тет G-1 ASTM по коррозии металлов имеет права на стандарты по испытаниям в соляном тумане ASTM B117 и ASTM G85. Комитет принял следующую резолюцию относительно применения ASTM B117: «Комитет ASTM G-1 по коррозии металлов подтверждает, что результаты испытаний на воздействие соляного тумана, проводимых в соответствии со стандартом ASTM B117, редко сочетаются с характеристиками покрытий в условиях эксплуата-ции. Следовательно, Комитет рекомендует, чтобы испытания не были использованы или не были ссылочными в других стандартах для такой цели, если только не проводились соответствующие длительные подтверждающие испытания на воздействие условий окружающей среды». Руководство по проведению ускоренных испытаний применительно к системам металлических покрытий находится в стадии разработки в ISO/TC 107, SC 7.


14

Библиография

[1] ISO 9227

Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests (Испытания на коррозионную стойкость в условиях искусственной атмосферы. Испытания в соляном тумане)

[2] ISO 10684 Fasteners — Hot dip galvanized coatings (Изделия крепежные. Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования)

[3] ISO 11303 Corrosion of metals and alloys — Guidelines for selection of protection methods against atmospheric corrosion (Коррозия металлов и сплавов. Руководство по выбору методов защиты от атмо-сферной коррозии)

[4] ISO 14657 Zinc coated steel for the reinforcement of concrete (Сталь оцинкованная для армирования бетона)

[5] EN 10025-2 Hot rolled products of structural steels — Part 2: Technical delivery conditions for nonal-loy structural steels (Изделия горячекатаные из конструкционных сталей. Часть 2. Технические условия поставки нелегированных конструкционных сталей)

[6] EN 10025-6 Hot rolled products of structural steels — Part 6: Technical delivery conditions for flat products of high yield strength structural steels in the quenched and tempered condition (Изделия горячекатаные из конструкционных сталей. Часть 6. Технические условия поставки плоских изделий из конструкционных сталей повышенной прочности с высоким пределом текучести в состоянии после закалки и отпуска)

[7] EN 10080 Steel for the reinforcement of concrete — Weldable reinforcing steel — General (Сталь для армирования бетона. Сталь арматурная, поддающаяся сварке. Общие положения)

[8] EN 10083-1 Steels for quenching and tempering — Part 1: General technical delivery conditions (Стали улучшенные. Часть 1. Технические условия поставки для высококачествен-ных сталей)

[9] EN 12501-1 Protection of metallic materials against corrosion — Corrosion likelihood in soil — Part 1: General (Защита металлических материалов от коррозии. Вероятность коррозии в почве. Часть 1. Общие положения)

[10] EN 12502-1 Protection of metallic materials against corrosion — Guidance on the assessment of corrosion likelihood in water distribution and storage systems — Part 1: General (Защита металлических материалов от коррозии. Руководство по оценке вероятно-сти коррозии в водопроводных и водонакопительных системах. Часть 1. Общие положения)

[11] EN 12502-3 Protection of metallic materials against corrosion — Guidance on the assessment of corrosion likelihood in water distribution and storage systems — Part 3: Influencing fac-tors for hot dip galvanised ferrous materials (Защита металлических материалов от коррозии. Руководство по оценке вероятно-сти коррозии в водопроводных и водонакопительных системах. Часть 3. Влияющие факторы для горячеоцинкованных черных металлов)

[12] EN 15773 Industrial application of powder organic coatings to hot dip galvanized or sherardized steel articles (duplex systems) — Specifications, recommendations and guidelines (Промышленное применение порошковых органических покрытий на горячеоцин-кованных или оцинкованных диффузным способом стальных изделиях (сдвоенная система). Технические требования, рекомендации и руководства)

[13] ASTM B117 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus (Стандартная практика по применению соляного тумана. Аппаратура)

[14] ASTM G85-02e1 Standard Practice for Modified Salt Spray (Fog) Testing (Стандартная практика по применению соляного тумана. Испытание)


15

Приложение Д.А (справочное)

Сведения о соответствии государственных стандартов

ссылочным международным стандартам Таблица Д.А.1 – Сведения о соответствии государственных стандартов ссылочным международным

стандартам

Обозначение и наименование европейского стандарта

Степень соответ-ствия

Обозначение и наименование государственного стандарта

ISO 1461:2009 Покрытия, нанесенные ме-тодом горячего цинкования на готовые из-делия из железа и стали. Технические ус-ловия и методы испытаний

IDT СТБ ISO 1461-2009 Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования на готовые из-делия из железа и стали. Технические требования и методы испытаний

ISO 2081 Покрытия металлические и дру-гие неорганические покрытия. Электроли-тические цинковые покрытия с дополни-тельной обработкой по железу или стали

IDT СТБ ISO 2081-2009 Покрытия металлические и другие неорганические. Электролитические цинковые покрытия по железу или стали с дополнительной обработкой

ISO 12944-5:2007 Краски и лаки. Антикор-розионная защита стальных конструкций с помощью защитных лакокрасочных сис-тем. Часть 5. Защитные лакокрасочные системы

IDT СТБ ISO 12944-5-2009 Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций системами защитных покрытий. Часть 5. Системы защитных покрытий

ISO 12944-8:1998 Краски и лаки. Антикор-розионная защита стальных конструкций с помощью защитных лакокрасочных сис-тем. Часть 8. Разработка технических ус-ловий на новые виды работ и техническо-го обслуживания

IDT СТБ ISO 12944-8-2009 Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций системами защитных покрытий. Часть 8. Разработка технических требований к новым видам ра-бот и обслуживания

ISO 14713-2:2009 Покрытия цинковые. Ру-ководство и рекомендации по защите от коррозии конструкций из чугуна и стали. Часть 2. Горячее цинкование погружением

IDT СТБ ISO 14713-2-ХХХХ Покрытия цинковые. Руководство и рекомендации по защите от коррозии чугунных и стальных конструкций. Часть 2. Горячее цинкование погружением

ISO 14713-3:2009 Покрытия цинковые. Ру-ководство и рекомендации по защите от коррозии конструкций из чугуна и стали. Часть 3. Цинкование диффузионным способом

IDT СТБ ISO 14713-3-ХХХХ Покрытия цинковые. Руководство и рекомендации по защите от коррозии чугунных и стальных конструкций. Часть 3. Диффузионное цинкование

Таблица Д.А.2 – Сведения о соответствии межгосударственного стандарта ссылочному международному стандарту (международным документам) другого года издания

Обозначение и наимено-вание ссылочного меж-дународного стандарта (международного доку-

мента)

Обозначение и наимено-вание международного стандарта (междунарож-ного документа) другого

года издания

Степень соответ-ствия

Обозначение и наименование государственного стандарта

ISO 2064:1996 Покры-тия металлические и другие неорганиче-ские. Определения и условные обозначе-ния, касающиеся из-мерения толщины

ISO 2064:1980 Покры-тия металлические и другие неорганические. Определения и услов-ные обозначения, ка-сающиеся измерения толщины

MOD ГОСТ 9.302-88 (ИСО 1463-82, ИСО 2064-80, ИСО 2106-82, ИСО 2128-76, ИСО 2177-85, ИСО 2178-82, ИСО 2360-82, ИСО 2361-82, ИСО 2819-80, ИСО 3497-76, ИСО 3543-81, ИСО 3613-80, ИСО 3882-86, ИСО 3892-80, ИСО 4516-80, ИСО 4518-80, ИСО 4522-1-85, ИСО 4522-2-85, ИСО 4524-1-85, ИСО 4524-3-85, ИСО 4524-5-85, ИСО 8401-86) Единая система защиты от коррозии и ста-рения. Покрытия металлические и неме-таллические неорганические. Методы кон-троля


16

Заместитель директора по техническому нормированию и стандартизации

А.Г.Лескова

Руководитель разработки, начальник ТО-12

В.С.Меркулов

Исполнитель, инженер ТС-122

Е.Г.Сайко

Documents

ISO 14713-1_2009 - Покрытия цинковые. Руководство и рекомендации по защите от коррозии чугунных и стальных