РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
УДК 620,667.6
Ключевые слова: полимерные покрытия, прогноз долговечности, емкость покрытия, емкостно-частотный коэффициент, адгезия, подпленочная коррозия.
Для цитирования: Потапчик А. Н., Егорова А. Л. Разработка метода прогнозирования долговечности антикоррозионных лакокрасочных покрытий // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2021. № 2 (247). С. 175–186. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2021-247-2-175-186.
Аннотация
Целью исследований является разработка метода расчета долговечности антикоррозионных лакокрасочных покрытий, эксплуатируемых в условиях воздействия электролитов при нормальной и повышенных температурах.
Изучены закономерности изменения характера частотной зависимости емкости под воздействием электролитов и показано, что увеличение емкости происходит сначала в области малых частот, а по мере воздействия электролитов изменения могут быть зафиксированы и при более высоких частотах. Экспериментально подтверждено, что при частотах переменного тока более 2 000 000 Гц величины емкости значительно поврежденного покрытия практически не отличаются от величин емкости неповрежденного покрытия.
Предложена методика расчета и обосновано применение емкостно-частотного коэффициента для оценки защитных свойств антикоррозионных лакокрасочных покрытий. Показано, что на графической зависимости емкостно-частотного коэффициента от времени экспонирования в общем виде выделяется три стадии: первоначального уменьшения или замедленного роста, активного роста и стабилизации. Экспериментально подтверждено, что в конце второй стадии под покрытием наблюдается активное протекание коррозии, а численные значения емкостно-частотного коэффициента при этом зависят от природы покрытия и особенностей его адгезионного взаимодействия с металлической подложкой и могут быть использованы как критерии отказа при расчете долговечности.
Установлен вид зависимости, определяющий взаимосвязь между величиной емкостночастотного коэффициента и временем воздействия агрессивной среды, и предложен алгоритм расчета долговечности покрытий. Приведен пример расчета долговечности полиэфирного покрытия в насыщенном водном растворе NaCl и KCl при температуре 107°С.
Список литературы
- Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Термины и определения: ГОСТ 9.072–2017. Введ. 01.07.2018. М.: Стандартинформ, 2020. 36 с.
- Карякина М. И. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. М.: Химия, 1988. 272 с.
- Розенфельд И. Л., Рубинштейн Ф. И. Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия. М.: Химия, 1980. 200 с.
- Методы оценки противокоррозионной эффективности лакокрасочных покрытий / А. В. Сороков [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15, № 24. С. 68–75.
- J. Ross Macdonald. Impedance Spectroscopy. Theory, Experiment, and Applications. John Wiley & Sons. 2005. 595 с.
- Головин В. А., Добриян С. А. Электрохимические и электрофизические методы неразрушающего контроля защитных полимерных покрытий // Коррозия: материалы, защита. 2020. № 12. С. 1–13. DOI: 10.31044/1813-7016-2020-0-12-1-13.
- Xuwen Liu, Jinping Xiong, Uongwu Lv, Yu Zuo. Study on corrosion electrochemical behavior of several different coating systems by EIS. Progress in Organic Coatings. 2009. № 64 (4). С. 497–503. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2008.08.012.
- Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию нефтепродуктов: ГОСТ 9.409–88. Введ. 01.01.1989. М.: Издательство стандартов, 1988. 17 с.
- Единая система защиты от коррозии и старения. Ингибированные полимерные покрытия. Методы ускоренных коррозионных испытаний: ГОСТ 9.042–75. Введ. 01.01.1976. М.: Издательство стандартов, 1977. 18 с.
- Способ прогнозирования долговечности промышленных противокоррозионных лакокрасочных покрытий для металлических поверхностей: пат. 2520164 Рос. Федерация. № 2012130904/28; заявл. 20.07.2012; опубл. 20.06.2014. Бюл. № 17. 20 с.
- Kendig M., Scully J. Basic aspects of electrochemical impedance application for the life prediction of organic coating on metals // Corrosion. 1990. № 46. С. 22–29. DOI: 10.5006/1.3585061.
- Scully J., Hensley S. Life time prediction for organic coating on steel and a magnesium alloy using electrochemical impedance methods // Corrosion. 1994. № 50. С. 705–716. DOI: 10.5006/1.3293547.
- Service life prediction of organic coatings: electrochemical impedance spectroscopy vs actual service life / S. Shreepathi [et al.] // Journal of Coatings Technology and Research. 2011. № 8 (2). С. 191– 200. DOI: 10.1007/s11998-010-9299-5.
- Исследование деградации свойств защитных комбинированных покрытий на алюминиевых сплавах с целью разработки методов прогнозирования их сроков службы / А. Е. Кутырев [и др.] // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 3 (36). С. 69–78.
- Electrochemical impedance study for modeling the anticorrosive performance of coatings based on accelerated tests and outdoor exposures / Franky Bedoya-Lora [et al.] // Journal of Coatings Technology and Research. 2016. № 13 (5). С. 895–904. DOI: 10.1007/s11998-016-9803-7.
- Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом отрыва: ГОСТ 32299–2013. Введ. 01.08.2014. М.: Стандартинформ, 2014. 12 с.