МЕТОДЫ РАСЧЕТА МЕЖРЕМОНТНЫХ СРОКОВ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Ускоренный метод исследования долговечности покрытий предполагает допущение, что относительные скорости различных видов разрушений при ускоренных испытаниях и естественном атмосферном старении совпадают. Методы прогнозирования долговечности покрытий требуют определения предельных значений эксплуатационных свойств, что вносит в них наибольшую неопределенность и погрешность. Для покрытий различного назначения допускаемая степень разрушения будет различной и обычно определяется конкретными требованиями не столько к покрытию, сколько к окрашиваемому объекту.
7. Результаты экспериментального исследования долговечности систем лакокрасочных покрытий
При определении критерия отказа защитных свойств проектной системы защитных покрытий проведено исследование интенсивности поверхностного разрушения металла. С этой целью при проведении ускоренных испытаний для исследуемых систем получены характеристики весовых потерь образцов (АР, г/м2) и толщины продуктов коррозии (Лк, мкм), соответствующие обобщенному показателю защитных свойств А = 0,35 (табл. 7).
При статистической обработке экспериментальных измерений толщины продуктов коррозии использован интервальный метод оценки данных [34]. Для малой выборки при построении доверительного интервала применен закон распределения Стьюдента. Под слоем лакокрасочного покрытия при А = 0,35 с вероятностью 95 % толщина продуктов коррозии ЛК=(30,76± 11,37) мкм. Установленное значение толщины ржавчины является количественной характеристикой отказа. При этом учитывается степень коррозионного разрушения поверхности металла, которое соответствует исчерпанию защитных свойств лакокрасочного покрытия.
Рис. 17. Зависимость коррозионных потерь незащищенных стальных образцов от количества циклов ускоренных испытаний N
Одновременно с оценкой защитных свойств покрытий определены показатели коррозионной стойкости образцов из стали марки ВСт3пс без лакокрасочных покрытий. Зависимость показателя поверхностной равномерной коррозии от времени испытания позволяет выявить степень агрессивного воздействия среды при ускоренных испытаниях и является масштабным фактором при переходе к естественным условиям эксплуатации опор BЛ и порталов ОРУ (рис. 17).
Коэффициент защитного действия системы лакокрасочного покрытия
(33)
где Д Р — весовые потери от коррозии окрашенных образцов, соответствующие отказу лакокрасочного покрытия, г/м2; Д Р (N) — весовые потери от коррозии незащищенной стали, соответствующие качеству циклов ускоренных испытаний до характеристики отказа (30,76 ± 11,73) мкм, г/м3.
Расчетный срок службы первичной проектной системы лакокрасочного покрытия.
где vCT — средняя скорость коррозии стали по нормативным или экспериментальным данным, г/м2 • год.
Расчет срока службы первичных систем защитных покрытий, применяемых для окраски опор ВЛ и порталов ОРУ, выполняют по данным табл. 7.
Межремонтный срок службы противокоррозионной защиты при повторном окрашивании определяется на основании теоретического рассмотрения механизма защитного действия лакокрасочных покрытий и последующего экспериментального подтверждения. Механизм защитного действия дает возможность представить долговечность первичной системы покрытий в виде следующих величин:
(35)
где тп — время проникновения агрессивной среды до подложки; t3 — время от момента проникновения агрессивной среды к подложке до начала коррозии; tK — время от момента коррозии до образования слоя продуктов коррозии критической толщины Лк = (30,76± 11,73) мкм, соответствующее отказу покрытия.
После повторного окрашивания строительных конструкций отказ защитного действия восстановленной системы произойдет по истечении времени
(36)
где в — коэффициент изменения срока службы при повторном окрашивании.
Физико-химический смысл коэффициента /5 связан с изменением диффузионной проницаемости покрытия при повторном окрашивании, что объясняется различными свойствами систем покрытий и условиями их возобновления в процессе эксплуатации. Коэффициент изменения срока службы установлен экспериментально для различных вариантов защитного покрытия (см. табл. 7). Он вычисляется по формуле
(37)
где Nn — количество циклов испытаний до отказа емкостно-омических характеристик восстановленной системы противокоррозионной защиты; N3 — количество циклов испытаний до отказа емкостно-омических характеристик первичной системы противокоррозионной защиты.
Рис. 18. Зависимость электрического сопротивления системы ГФ-0П9+АС-182 от частоты переменного тока и продолжительности испытаний N, где кривые 1, 2, 3, 4к5 соответственно для 4, 15,19, 27 и 33 циклов испытаний
Рис. 19. Зависимость электрической емкости системы ГФ-0119+АС-182 от частоты переменного тока и продолжительности испытаний N, где кривые I, 2, 3, 4 и 5 соответственно для 33, 27, 19, 15 и 4 циклов испытаний
Результат электрохимических измерений в виде зависимости электрического сопротивления и емкости от частоты колебаний электрического тока для некоторых систем представлены на графиках (рис. 18, 3.19). В целом результаты, полученные емкостно-омическим методом, хорошо согласуются с экспериментальными данными определения обобщенного показателя защитных свойств покрытий А3. Это позволяет рекомендовать службам высоковольтных линий и подстанций энергетических предприятий при проведении технического контроля конструкций опор ВЛ и порталов ОРУ устанавливать отказ возобновленных систем покрытий на основании измерений, выполненных с помощью дефектоскопа ЛКД-1М.
