Руководство по защите металлоконструкций

РУКОВОДСТВО

ПО ЗАЩИТЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ, РАБОТАЮЩИХ

В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ И РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Руководство содержит основные положения и рекомендации по защите строительных металлоконструкций, работающих в агрессивных средах.

Изложены требования к металлоконструкциям, подлежащим противокоррозионной защите лакокрасочными покрытиями, классификация и выбор системы химически стойких покрытий в зависимости от агрессивности среды. Приведены рекомендации по технологии и подбору оборудования для рациональной организации процессов подготовки поверхности под окраску, нанесения грунтовок, эмалей, красок и лаков, сушки покрытий; требования по контролю качества покрытий; указаны меры предосторожности и личной гигиены при работе с токсичными материалами. Рекомендованы мероприятия по рациональному уходу за окрашенными конструкциями. Рассмотрена и иллюстрирована примерами методика сопоставительных расчетов экономической эффективности различных защитных систем покрытий.

Руководство предназначено для инженерно-технических работников проектных и строительно-монтажных организаций, заводов — изготовителей строительных металлоконструкций, предприятий металлургической, химической и других отраслей промышленности.

ПРЕДИСЛОВИЕ

На предприятиях химии, черной и цветной металлургии и других отраслей промышленности, где по условиям производства в атмосферу цехов поступают агрессивные газы и пары, стальные строительные конструкции вследствие их недостаточной защиты подвергаются во многих случаях разрушающему воздействию среды. Потери металла от коррозии в народном хозяйстве очень велики. Это делает актуальной задачу настоящей работы — повысить надежность и сроки службы лакокрасочных защитных покрытий металлоконструкций, обеспечивая этим сохранность конструкций и повышение долговечности промышленных объектов.

При подготовке настоящего Руководства авторский коллектив пришел к необходимости произвести дальнейшую детализацию принятой классификации защитных лакокрасочных покрытий. Дополнительное подразделение группы химически стойких покрытий на подгруппы по степени стойкости вместе с широкой программой технико-экономических разработок и реализацией большого практического материала позволили построить методику обоснованного выбора наиболее рациональных в данных условиях систем лакокрасочных покрытий и технологии их выполнения. Приведенные в Руководстве рекомендации, таблицы и примеры пользования ими дают возможность учесть в каждом случае все необходимые факторы и принять оптимальные решения по выбору системы и технологии нанесения покрытия. В этом практическое значение предлагаемого Руководства.

Руководство разработано Центральной лабораторией коррозии Научно-исследовательского института бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР (канд. техн. наук В.В. Шнейдерова, инженеры Г.С. Мигаева, Т.А. Кириллова) совместно с Всесоюзной производственной конторой «Лакокраспокрытие» (инженеры П.Ю. Колесникова, М.И. Пучкова, Ю.М. Гуревич, В.И. Ушакова, Ф.С. Хейфец, Л.М. Жакова, М.И. Клибанов, М.Г. Минакова) и Научно-исследовательским институтом технологии лакокрасочных покрытий (НИИТЛП, кандидаты хим. наук Д.М. Крамаренко, Р.А. Мачевская, кандидаты техн. наук М.К. Дубинин, Л.Л. Павловский, инженеры Ю.И. Сахаров, П.Г. Гисин, Л.В. Соколова и Л.И. Троенко).

В разработке Руководства принимали участие институты ЦНИИпроектстальконструкция, ЦНИИпромзданий, ВНИИавтогенмаш, а также антикоррозионные службы Новомосковского, Воскресенского и Днепродзержинского химических комбинатов, Магнитогорского металлургического комбината, Балхашского и Норильского горно-металлургических комбинатов, Волховского алюминиевого завода, Первого Солигорского калийного комбината, Клинского комбината химического волокна.

В разработке отдельных разделов Руководства участвовали также институты Госхимпроект, ВНИИНСМ, МИСИ им. В.В. Куйбышева, Ростовский Промстройниипроект, НИИСМ и трест Монтажхимзащита.

Научный редактор Руководства инж. А.С. Данилевский.

Замечания и предложения по содержанию настоящего Руководства просим направлять по адресу: 109389, Москва, Ж-389, 2-я Институтская ул., д. 6, НИИ бетона и железобетона.

Дирекция НИИ бетона

и железобетона

Раздел I

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендации настоящего Руководства распространяются на проектирование противокоррозионных лакокрасочных покрытий стальных строительных конструкций, эксплуатируемых в агрессивной воздушной среде промышленных предприятий, на работы по нанесению покрытий в заводских условиях и на строительно-монтажных площадках, а также по восстановлению противокоррозионной защиты конструкций на действующих предприятиях.

1.2. Руководство содержит указания и рекомендации по выбору наиболее эффективных для данных условий систем лакокрасочных покрытий и технологии окрасочных работ. Методика выбора основана на широко разработанных технико-экономических предпосылках и детализации действующей классификации химически стойких покрытий группы X (ГОСТ 9894-61). Целевое назначение новой методики — повысить эффективность и сроки службы лакокрасочных покрытий.

1.3. Приведенные в Руководстве данные и рекомендации относятся к защите стальных строительных конструкций в агрессивных воздушных средах при скорости коррозии незащищенной стали до 1 мм/год и в этих пределах могут быть использованы во всех климатических районах Советского Союза. При воздействии более агрессивных воздушных сред защитные мероприятия следует проводить по специальному проекту.

На защиту конструкций от воздействия жидких агрессивных сред, а также газообразных сред при температуре выше 50 °C рекомендации не распространяются.

1.4. Применение указаний и рекомендаций настоящего Руководства предусматривается с соблюдением требований глав СНиП III-В.5-62* «Металлические конструкции. Правила изготовления, монтажа и приемки», II-28-73 «Защита строительных конструкций от коррозии».

1.5. В связи с токсичностью и огнеопасностью многих лакокрасочных материалов работы по защите конструкций от коррозии должны выполняться со строгим соблюдением требований главы СНиП III-А.11-70 «Техника безопасности в строительстве», а также «Правил и норм техники безопасности, пожарной безопасности и промышленной санитарии для окрасочных цехов» Всесоюзного Центрального научно-исследовательского института охраны труда ВЦСПС и ЦК профсоюза рабочих машиностроения (1971 г.). В настоящем Руководстве (см. раздел III) приводятся лишь основные меры предосторожности при работе с лакокрасочными материалами.

1.6. Для проведения работ по защите металлоконструкций, эксплуатируемых в агрессивной среде, в каждом конкретном случае должен быть разработан проект производства работ (ППР) с учетом выбранной системы покрытия и установленного типового технологического процесса окраски конструкций. Проект производства противокоррозионных работ на строительно-монтажной площадке должен быть увязан с ППР по строительству объекта.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИ СТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ

2.1. Степень агрессивного воздействия среды на незащищенный металл определяется скоростью равномерной коррозии в мм/год и оценивается по ГОСТ 5272-68 как слабая при скорости коррозии до 0,1, средняя при 0,1 — 0,5 и сильная при скорости коррозии больше 0,5 мм/год. В соответствии с такой классификацией в табл. 1 приведены три группы сред и показаны их агрессивные компоненты при различных сочетаниях концентрации этих компонентов с относительной влажностью среды.

Таблица 1

Группы агрессивных сред (по степени агрессивности)

Данные в таблице относятся к средам, вызывающим коррозию металла до 1 мм/год, т.е. до степени агрессивности среды, выше которой рекомендации настоящего Руководства не распространяются. Концентрации компонентов приведены для нерабочих зон предприятий. Для сред, содержащих несколько агрессивных агентов, степень их воздействия определяется по агенту, вызывающему наибольшую коррозию.

2.2. Лакокрасочные покрытия, применяемые для противокоррозионной защиты стальных конструкций от воздействия атмосферы, содержащей агрессивные газы и пары, составляют по классификации ГОСТ 9894-61 группу химически стойких покрытий X.

Покрытия этой группы используются при широком диапазоне агрессивных атмосфер, характерных для производств различных отраслей промышленности — химии, черной и цветной металлургии, коксохимии и др. Разрушающее действие этих атмосфер на стальные строительные конструкции весьма различно. Учитывая это, в настоящем Руководстве введена дальнейшая дифференциация покрытий группы X путем условного выделения пяти подгрупп X₁, …, X₅, различных по своим противокоррозионным свойствам. Такое развитие принятой классификации лакокрасочных покрытий способствует значительному уточнению выбора рациональных систем защиты конструкций, эксплуатируемых в различных агрессивных средах промышленных предприятий.

2.3. Классификация подгруппы X₁ — X₅ химически стойких покрытий группы X и примеры, характеризующие область применения каждой подгруппы, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Классификация подгрупп X₁ — X₅ химически стойких покрытий

2.4. Воздействие агрессивных сред на лакокрасочные покрытия характеризуется изменениями их внешнего вида и защитных свойств. Оценка защитных свойств покрытий производится по следующим видам разрушений: коррозии, наличию пузырей, сыпи, отслаиванию, растрескиванию, выветриванию и мелению. Определение защитных свойств производится по ГОСТ 6992-68 «Материалы лакокрасочные. Метод определения устойчивости покрытия в атмосферных условиях».

3. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ

3.1. В числе факторов, определяющих техническую возможность выполнения определенной операции технологического процесса окраски конструкций тем или иным способом, существенное значение имеют во многих случаях размеры и конфигурация изделий. Для учета этих факторов в настоящем Руководстве приняты следующие показатели:

а) размеры изделия (конструкции, элемента конструкций, заготовки прокатного профиля и т.п.) определяются его длиной и наибольшей шириной поперечного сечения;

б) конфигурация изделия классифицируется по группам сложности — изделия подразделяются на простые, средней сложности и сложные.

3.2. Классификация изделий по сложности конфигурации является условной и не поддается точным определениям. Для практической работы по методике настоящего Руководства в табл. 3 приводятся примеры, характеризующие каждую группу сложности (более общие, краткие характеристики размеров и групп сложности будут показаны далее, в классификаторе).

Таблица 3

Классификация конструкций по степени сложности конфигурации

4. ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ В АГРЕССИВНОЙ СРЕДЕ. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИЯМ

4.1. Для обеспечения длительной и надежной защиты стальных строительных конструкций на предприятиях с агрессивной воздушной средой необходимо в процессе проектирования предприятия учитывать приведенные ниже (пп. 4.2 — 4.5) требования к конструкциям и условиям их эксплуатации. Соответствующие проектные решения, которые отвечают этим требованиям и носят в области противокоррозионной защиты конструкций профилактический характер, дополняются затем рационально выбранным лакокрасочным покрытием. В результате создается комплексная система защиты строительных конструкций в условиях данного производства.

4.2. Коррозия стальных конструкций на предприятиях промышленности является, как правило, следствием электрохимических процессов, которые возникают при взаимодействии металла с влажными газами окружающей среды. Скорость коррозии, мерой которой служит толщина в мм разрушаемого поверхностного слоя незащищенного металла в год, зависит от степени агрессивной насыщенности атмосферы и быстро возрастает с повышением ее влагосодержания (см. табл. 2). Скорость коррозии увеличивается также при резких перепадах температуры в цехах, так как быстрое охлаждение приводит к образованию тумана и выпадению росы, способствующих усилению электрохимических процессов.

Поэтому на предприятиях с агрессивной воздушной средой необходимо предусматривать меры:

а) по снижению концентрации агрессивных газов и уменьшению загрязненности воздуха в цехах, что достигается путем герметизации оборудования, коммуникаций и помещений, устройства местных отсосов воздуха и т.п.;

б) по обеспечению в цехах наиболее целесообразного и по возможности устойчивого температурно-влажностного режима.

4.3. Строительные конструкции промышленных предприятий изготовляются в основном из прокатных профилей мартеновских и конверторных углеродистых сталей Ст.3 обыкновенного качества. Эти стали массовой выплавки отвечают расчетным требованиям прочности конструкций, но не являются стойкими против коррозии.

Значительно лучше сохраняются в агрессивной среде легированные стали — низколегированные конструкционные стали марок 14Г2, 1092С1, естественно легированные 15ХСНД, 10ХСНД и др. (ГОСТ 5058-65*) группы А, предназначенные для применения в строительстве <1>.

———————————

<1> Приведены рекомендации только по защите строительных металлоконструкций, изготовленных из сталей Ст.3.

4.4. При проектировании металлоконструкций следует всемерно исключать возможность возникновения в процессе эксплуатации очагов местной коррозии металла. Такие очаги образуются в труднодоступных для изоляции зазорах, щелях, карманах конструкций, в полостях, где скапливается влага. Местная коррозия легко приводит к ослаблению рабочего сечения металла и снижению несущей способности соответствующих элементов конструкций, причем в наибольшей степени подвержены этому сильно нагруженные элементы, поскольку металл в напряженном состоянии коррозирует особенно интенсивно. Опасность возрастает еще и потому, что местные ослабления металла не всегда достаточно заметны и могут быть легко пропущены при очередном освидетельствовании состояния конструкций.

В соответствии с этим в конструкциях, предназначенных к эксплуатации в средне- и сильноагрессивных средах, не следует, например, применять спаренных уголков и узких коробчатых сечений; косынки в узлах конструкций не должны создавать узких полостей; в местах возможного скопления влаги следует предусматривать стоки. Все поверхности конструкций должны быть доступны для осмотра и возобновления защитного покрытия.

4.5. Стальные строительные конструкции должны изготовляться с соблюдением требований главы СНиП III-В.5-62 «Металлические конструкции. Правила изготовления, монтажа и приемки». Необходимо, чтобы поверхности конструкций были ровными, без вмятин и заусениц, острые края закруглены, кромки в местах кислородной и дуговой резки очищены от шлака и механически обработаны. В местах стыкования монтажных блоков не должны образовываться перекосы и зазоры.

Сварные швы должны быть хорошо зачищены, иметь гладкую поверхность без наплывов с плавным переходом к основному металлу. Не могут быть допущены перерывы шва, кратеры и трещины. Участки шва с трещинами должны быть вырублены или выплавлены резаком и заделаны заново.

4.6. Конструкции должны иметь галереи, подвесные мостики или другие приспособления, которые дают возможность наносить, возобновлять лакокрасочные покрытия и контролировать их состояние на всех участках.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОКРАСОЧНЫХ РАБОТ. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

5.1. Производство работ по противокоррозионной защите стальных строительных конструкций лакокрасочными материалами представляет собой комплексный технологический процесс, в который в общем случае входят следующие операции:

подготовка поверхности — удаление продуктов коррозии, жировых и других загрязнений с подлежащей окраске поверхности для обеспечения достаточной адгезии (сцепления) грунтовочных слоев покрытия с металлом как необходимое условие эффективности покрытия;

металлизация поверхности — предварительное нанесение слоя цинка или алюминия, применяемое в некоторых системах покрытий для увеличения срока их службы;

грунтовка поверхности — нанесение прилегающего к металлу слоя покрытия, обеспечивающего прочность сцепления покрытия с металлом и улучшающего его защитные свойства;

нанесение слоев эмали, краски, лака — создание защитного покрытия достаточной химической стойкости для данных условий эксплуатации металлоконструкций;

сушка — технологически необходимая операция, выполняемая в установленном режиме после нанесения каждого слоя лакокрасочного материала.

5.2. Технологический процесс производства работ по защитной окраске строительных конструкций варьируют в зависимости от принятой системы лакокрасочного покрытия. Схемы (состав и последовательность операций) рекомендуемых технологических процессов приведены в табл. 4. Знаком «+» отмечены операции, подлежащие выполнению в данном процессе.

Таблица 4

Схемы типовых технологических процессов окраски

строительных конструкций

Примечание. Схемы технологических процессов окраски даны для всех лакокрасочных материалов, кроме КЧ-771 и КЧ-ТС при нанесении пневматическим распылением.

5.3. Окраска стальных строительных конструкций лакокрасочными материалами производится на заводах-изготовителях и на строительно-монтажных площадках. Грунтовка конструкций заводского изготовления выполняется во всех случаях на заводе. В соответствии с этим организация окрасочных работ может предусматривать два основных решения:

1) технологический процесс окраски полностью осуществляется на заводе — изготовителе конструкций;

2) на заводе производятся подготовка поверхностей и грунтовка; кроме того, полностью окрашиваются заготовки в местах, недоступных после сборки. Дальнейшее выполнение технологического процесса переносится на строительно-монтажную площадку.

5.4. На площадке выполняются следующие операции:

при получении загрунтованных конструкций — обезжиривание поверхности и подгрунтовка в необходимых местах; зачистка и грунтовка сварных монтажных швов после укрупнительной сборки или монтажа конструкций; все последующие операции принятого технологического процесса;

при получении окрашенных конструкций — исправления (по принятой на заводе схеме) при наличии образовавшихся при транспортировании дефектов защитного покрытия; зачистка, грунтовка и окраска монтажных швов;

при получении прокатных профилей для изготовления конструкций на месте — полный технологический процесс, соответствующий выбранной системе покрытия.

5.5. Окраска строительных конструкций в заводских условиях имеет существенные преимущества. На заводах, как правило, применяется высокопроизводительное стационарное оборудование, технология строится на поточном производстве, для некоторых групп операций организуются автоматические линии (см. разд. IV), используются прогрессивные методы нанесения и искусственной сушки покрытий, которые не представляется возможным применить на площадке (см. разд. II, гл. 2).

С другой стороны, полностью окрашенные на заводе конструкции требуют мер по обеспечению сохранности защитного покрытия при транспортировании, складских операциях и монтаже. При механических повреждениях покрытий требуется квалифицированная и весьма тщательная работа по полноценному восстановлению их защитных свойств. Недостаточно высокое качество ремонтных операций легко приводит к образованию опасных очагов местной коррозии (см. гл. 4). Мероприятия по предохранению противокоррозионных покрытий на транспортных средствах и при производстве такелажных работ необходимо предусматривать в ППР.

5.6. Загрунтованные или окрашенные на заводе конструкции следует по возможности незамедлительно отгружать на строительно-монтажные площадки. В сопровождающих документах должны быть указаны выполненные на заводе операции технологического процесса.

5.7. Хранение поступивших на площадку строительства загрунтованных или окрашенных конструкций до монтажа следует осуществлять в местах, защищенных от атмосферных осадков и солнечной радиации.

Заводская двухслойная грунтовка конструкций (или слой эмали по слою грунтовки) сохраняет свои защитные свойства при хранении (исключая хранение в агрессивной атмосфере химических предприятий) в течение полугода.

5.8. Для хранения конструкций в зоне действующих химических предприятий рекомендуются следующие двухслойные покрытия:

при хранении до трех месяцев — грунтовки ХВ-050, ХС-010, ФЛ-03К по ВЛ-023; ФЛ-03К по МС-067; железный сурик на олифе; ВЛ-023 по ВЛ-08, КЧ-075;

при хранении до шести месяцев — грунтовки ХВ-050, ФЛ-03К по ВЛ-023 или ХС-010;

при хранении до года — грунтовка ХВ-050.

5.9. При проведении противокоррозионных работ выполненные операции технологического процесса окраски конструкций (подготовка поверхности, металлизация, грунтование и т.д.) подлежат обязательному техническому контролю в соответствии с требованиями, приведенными в разд. III.

Раздел II

ВЫБОР СИСТЕМ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ, СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА И МЕХАНИЗАЦИИ РАБОТ

При выборе системы защитного покрытия стальных конструкций и составлении проекта производства противокоррозионных работ руководствуются следующими основными положениями: покрытие должно, во-первых, отвечать своему техническому назначению, т.е. надежно защищать конструкции в течение определенного периода времени (между очередными плановыми ремонтами), и, во-вторых, соответствовать требованиям экономической целесообразности.

Решения по технологии производства работ должны предусматривать наиболее эффективную в данных условиях механизацию процессов и операций окрасочных работ, лучшее использование производственных площадей и оборудования, создание надлежащих санитарно-гигиенических условий труда, а при окраске конструкций на строительно-монтажной площадке, кроме того, — соответствующую увязку производственных процессов с графиком строительства объекта.

1. ВЫБОР СИСТЕМ ПОКРЫТИЙ

1.1. Как это было указано выше (разд. I, гл. 2), в основу методики настоящего Руководства принята дифференцированная классификация группы химически стойких покрытий X. В связи с этим при выборе системы защитного покрытия прежде всего определяют к какой подгруппе (X_1-5) данное покрытие должно быть отнесено. При этом рекомендуется следующий порядок:

на основе данных аналогичных промышленных производств (для вновь строящихся предприятий) или путем непосредственных анализов (в реконструируемых предприятиях) устанавливают характеристику агрессивности воздушной среды, в которой будут эксплуатироваться защищаемые конструкции: определяют группу ее агрессивности (см. табл. 1) и относительную влажность;

по этим данным, пользуясь табл. 2, устанавливают подгруппу проектируемого покрытия.

Для данной подгруппы с учетом условий эксплуатации конструкций (в помещении или на открытом воздухе) подбирают по табл. 5 соответствующую систему защитного покрытия, находят срок его службы и номер схемы технологического процесса окрасочных работ; состав и последовательность операций процесса определяются по табл. 4. В табл. 6 и 7 в порядке справочных данных приведены характеристики рекомендуемых лакокрасочных материалов и ориентировочные сроки службы лакокрасочных покрытий.

Таблица 5

Выбор систем химически стойких покрытий

Примечания: 1. Для металлоконструкций, эксплуатируемых в помещении, можно также использовать материалы, рекомендуемые для защиты конструкций в атмосферных условиях.

2. Колебания общей толщины покрытия могут быть допущены в пределах +/- 10%.

3. Для увеличения сроков службы покрытий подгрупп X₃, X₄, X₅ рекомендуется нанесение по покрытию смазки ПП 95/5.

———————————

<*> Над чертой указана общая толщина комбинированного покрытия, под чертой — толщина лакокрасочного (в том числе).

Таблица 6

Характеристика лакокрасочных материалов, рекомендованных

для окраски стальных строительных конструкций

———————————

<*> Защитные и механические свойства покрытия приобретают после выдержки их при 18 — 23 °C не менее пяти суток или выдержки в течение 5 — 6 ч при температуре 60 °C.

Таблица 7

Ориентировочные сроки службы лакокрасочных покрытий

Примечание. Толщина покрытия указана общая.

1.2. Приведенные в табл. 5 рекомендации дают возможность варьировать в каждом отдельном случае марки применяемых грунтовок, эмалей, красок, лаков в довольно широких пределах. Наиболее подходящий вариант выбирают в зависимости от технических возможностей и требований производства (программа выпуска и реальность обеспечения материалами, необходимый темп окрасочных работ и возможность его осуществления в основном по режиму сушки) с учетом экономической эффективности той или иной системы покрытий (см. гл. 3 «Технико-экономическое сравнение вариантов»). Режимы естественной и искусственной сушки нанесенных слоев различных лакокрасочных материалов приведены в табл. 6.

1.3. При необходимости обеспечить длительную, без остановок на ремонт, эксплуатацию защищаемых от коррозии конструкций выбирают значительно более эффективные, но и более дорогие металлизационно-лакокрасочные покрытия. Надежная и устойчивая защита конструкций обеспечивается при этих покрытиях тем, что слой металла (цинк или алюминий) создает электрохимическую (протекторную) защиту стали, а лакокрасочное покрытие препятствует возникновению корродирующих электродных процессов.

Сочетание металлизационного и лакокрасочных слоев позволяет использовать такие покрытия в средах, где каждый из этих слоев в отдельности не может обеспечить длительную эффективную защиту стальной поверхности.

Комбинированные металлизационно-лакокрасочные покрытия не рекомендуется применять в производствах меди и никеля.

1.4. При выборе системы лакокрасочного покрытия необходимо также учитывать особые требования к грунту на участках поверхности под сварку. Нанесенный здесь лакокрасочный материал не должен препятствовать сварке и снижать прочность сварного шва. В качестве таких грунтовок рекомендуются ВЛ-023, ФЛ-03К, ХС-010 и МС-067. Образовавшийся слой при фосфатировании листового проката также не препятствует сварочным работам и не оказывает влияния на качество и прочность сварных швов.

1.5. Систематизация данных. На этой стадии разработки проекта производства противокоррозионных работ (т.е. после выбора системы покрытия) целесообразно систематизировать все собранные данные, характеризующие конструкцию (или серию конструкций), лакокрасочное покрытие и условия предстоящего производства окрасочных работ. Для этой цели может быть применен классификатор, приведенный в прил. 1.

2. ВЫБОР СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА И МЕХАНИЗАЦИИ ОКРАСОЧНЫХ РАБОТ

А. ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ

2.1. Подготовка поверхности металлоконструкций под защитное лакокрасочное покрытие производится путем очистки от продуктов коррозии, жировых и других загрязнений. Поверхность металла должна быть тщательно подготовлена. Только при этом обеспечивается надлежащая адгезия грунтовочных слоев лакокрасочного материала. Поскольку хорошее сцепление с металлом является одним из важных условий эффективности защитного покрытия и продолжительности его межремонтной службы, операции по подготовке поверхности должны находиться под постоянным техническим контролем.

2.2. При подготовке поверхности под окраску применяются различные способы ее очистки — механические, химические и термический. К числу механических способов относятся дробеструйная, пескоструйная и дробеметная обработка поверхности сухим металлическим абразивом, гидропескоструйная обработка, очистка поверхности с помощью механизированных инструментов (шлифовальных кругов, щеток с пневматическим приводом и др.), а также очистка вручную стальными щетками; к числу химических — обезжиривание в водных растворах щелочей, травление, одновременное обезжиривание и травление, очистка с помощью травильных паст. Термическая очистка поверхности производится пламенем ацетилено-кислородной горелки или паяльной лампой.

Выбор способа подготовки поверхности зависит от ряда факторов (см. пп. 2.3 — 2.6) и прежде всего от особенностей производства этих работ в заводских условиях и на строительно-монтажных площадках.

2.3. На заводе — изготовителе металлоконструкций поверхность металла под окраску очищают либо в прокате (листовом, профильном), либо в собранных элементах (узлах) конструкций. Первая схема имеет существенные преимущества: очистка проката до сборки в узлы (т.е. на стадии заготовок) дает возможность вести эту работу на высокопроизводительных поточных и автоматических линиях, требует меньше производственных площадей, чем при очистке в узлах, и позволяет обрабатывать всю поверхность металла, тогда как после сборки узлов образуются недоступные для очистки места.

Подготовка поверхности металла в прокате может производиться с помощью любого способа механической и химической очистки; при подготовке поверхности в узлах применима только механическая очистка, химическая здесь не допускается. Это вызвано невозможностью гарантировать достаточно полную промывку поверхности узла от травильных растворов, под влиянием которых снижается прочность сварных швов.

2.4. На строительно-монтажной площадке, как это было указано выше (см. разд. I, п. 5.4), очистка поверхности производится в двух случаях — при подготовке под окраску незащищенного проката для изготовления конструкций на месте и при исправлении дефектов грунта или многослойного покрытия, получивших механические повреждения при транспортировании или хранении. Поверхность металла обрабатывается в обоих случаях одним из механических способов или очищается при помощи травильных паст.

2.5. Выбор конкретного способа подготовки поверхности производится в каждом случае с учетом типа производства (серийное, единичное), степени сложности конфигурации изделий, наличия или отсутствия сварных швов.

При выборе методов подготовки поверхности для заводского производства рекомендуется пользоваться данными табл. 8, для производства работ на строительно-монтажной площадке — данными табл. 9. Знаком «+» отмечены в этих таблицах технически допустимые способы подготовки; знаком «-» способы, которые не рекомендуются по техническим соображениям.

Таблица 8

Выбор способа подготовки поверхности металлоконструкций

под окраску на заводе-изготовителе

———————————

<*> Дробеструйную, пескоструйную и дробеметную очистку допускается применять при подготовке узлов с толщиной стенок не менее 5 мм.

<**> При выборе химических способов подготовки поверхности необходимо учитывать возможность организации процесса нейтрализации отработанных травильных растворов и их стока.

<***> Возможно применение дробеметного пистолета.

Таблица 9

Выбор способа подготовки поверхности металлоконструкций

под окраску на строительно-монтажной площадке

———————————

<*> Термическая очистка применяется при подготовке конструкций со стенками толщиной не менее 5 мм в основном для снятия толстых слоев лакокрасочных покрытий.

<**> Возможно применение дробеметного пистолета.

2.6. В тех случаях, когда технически допустимо несколько способов подготовки поверхности и они в одинаковой степени применимы с точки зрения условий производства на данном заводе или площадке, выбирается наиболее экономичный по себестоимости работ. Для сопоставления вариантов служат данные табл. 10 и 11, в которых приведены затраты на 100 м² обрабатываемой поверхности проката, узлов и элементов конструкций при разных методах механической и химической подготовки поверхности.

Таблица 10

Затраты на химическую подготовку поверхности под окраску

в руб.-коп. на 100 м²

Таблица 11

Затраты на некоторые виды механической подготовки

поверхности под окраску в руб.—коп. на 100 м²

———————————

<1> Данные ЕРЕР 20.

Пример. Требуется установить рациональный способ подготовки под окраску в заводских условиях поверхности листового проката (производство серийное).

По табл. 8 находим, что для подготовки листа технически допустимы травление (в ваннах и струйное), одновременное обезжиривание и травление, дробеметная и дробе(песко)струйная очистка. Сопоставление затрат на обработку 100 м² поверхности листа показывает, что наиболее экономично струйное травление. Если же по местным условиям организовать нейтрализацию травильных растворов затруднительно, то следующим приемлемым вариантом является дробеметная очистка листа.

2.7. Операции, из которых складывается процесс подготовки поверхности под окраску, ведутся в определенной технологической последовательности. Рекомендуемые типовые технологические процессы подготовки поверхности приведены в табл. 12.

Таблица 12

Схема типовых технологических процессов при подготовке

к окраске поверхности металлоконструкций

2.8. Помимо основных операций по обезжириванию и удалению продуктов коррозии в процесс включены дополнительные — фосфатирование и пассивация поверхности. Проведение этих операций усиливает стойкость противокоррозионной защиты конструкций и создает, кроме того, временную межоперационную защиту поверхности металла.

Б. НАНЕСЕНИЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.9. Лакокрасочные материалы (грунтовки, эмали, краски, лаки) наносят на защищаемые от коррозии поверхности металла механизированными способами — пневматическим распылением, безвоздушным распылением без нагрева, окунанием, обливом, струйным обливом с последующей выдержкой в парах растворителя, в электрическом поле и ручным способом — кистью.

2.10. Пневматическое распыление. Нанесение лакокрасочных материалов с помощью пневматических краскораспылителей различных систем является наиболее универсальным и широко применяемым способом окраски стальных строительных конструкций. Оборудование распылителей (пистолетов) сменными головками позволяет регулировать форму аэрозольного факела и применять пневматическое распыление для окраски конструкций различных конфигураций и размеров в серийном и в единичном производстве. Этим способом могут наноситься почти все виды лакокрасочных материалов.

2.11. Безвоздушное распыление без нагрева. Лакокрасочный материал при температуре 18 — 20 °C подается к соплу распылителя под давлением 100 — 200 кгс/см². Распыление происходит за счет падения давления лакокрасочного материала до атмосферного при выходе из распыляющего устройства; некоторое влияние оказывает также мгновенное испарение части растворителя, входящего в состав лакокрасочного материала.

При безвоздушном распылении без нагрева исключается туманообразование, которое, как правило, имеет место при работе с пневматическими краскораспылителями (см. табл. 34). В связи с этим значительно уменьшаются потери лакокрасочного материала и улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.

Безвоздушное распыление без нагрева рекомендуется при грунтовании и окраске средних и крупных деталей и узлов металлоконструкций.

2.12. Окунание. При окраске окунанием конструкции погружают в ванны с соответствующими лакокрасочными материалами. Через определенный промежуток времени их вынимают, излишней краске дают стечь. Процесс не требует сложного оборудования и может быть комплексно механизирован.

Область применения — заводская окраска наружных и внутренних поверхностей конструкций простой и средней сложности, не требующих высокого качества покрытий по внешнему виду.

К недостаткам окраски окунанием относятся образование подтеков и неравномерность толщины покрытия, возможность окраски изделия со всех сторон только в один цвет, а также повышенная пожарная опасность в связи с одновременным использованием значительных количеств лакокрасочных материалов.

2.13. Облив. Заводской способ нанесения лакокрасочного материала, при котором возможно окрашивать ажурные крупногабаритные конструкции со всех сторон. Окрасочный материал подается на поверхности конструкции струей ламинарного типа. Избыточный материал используется повторно.

2.14. Струйный облив с последующей выдержкой в парах растворителя. Высокопроизводительный заводской метод окраски конструкций, при котором процесс осуществляется автоматически в проходном туннеле. Конструкция с нанесенным на ней лакокрасочным материалом перемещается подвесным конвейером в определенную зону туннеля, где атмосфера содержит контролируемое количество паров органических растворителей. Начальные стадии формирования покрытия происходят при этом в условиях, отличных от условий формирования покрытия на воздухе. Процесс испарения растворителя из пленки замедляется, и это создает благоприятные условия для стекания излишков лакокрасочного материала под действием собственного веса.

Адсорбция паров растворителя на поверхности пленки снижает поверхностное натяжение на границе пленка — воздух, благодаря чему оставшийся лакокрасочный материал не «схватывается», а равномерно, без подтеков и наплывов, распределяется на поверхности изделия. К преимуществам метода следует также отнести возможность прокрашивания сложных узлов, недоступных для окраски другими механизированными способами. По сравнению с методом окунания потери окрасочных материалов на 10 — 15% ниже и, что также имеет значение, содержание краски в системе значительно меньше (примерно в 10 раз). Недостатком метода является повышенный расход растворителей.

2.15. Струйный облив применим в заводских условиях для грунтования и окраски металлоконструкций различной конфигурации в серийном и массовом производстве, в особенности на автоматизированных окрасочных линиях.

Наиболее целесообразно применение этого метода для грунтования металлоконструкций. При этом на одной конвейерной линии одновременно возможно нанесение слоя грунта на детали и узлы различной конфигурации.

2.16. Окраска в электрическом поле. Метод основан на использовании явления переноса заряженных частиц краски в электрическом поле высокого напряжения, которое создается между системой электродов. При этом краска подается на коронирующий электрод, имеющий обычно отрицательный заряд, и распыляется с него или же вводится в распыленном виде в зону между коронирующими электродами. Адсорбируя на себе ионы атмосферы, частички краски получают отрицательный заряд и передвигаются по силовым линиям поля. На положительно заряженном электроде (в данном случае окрашиваемое изделие) частички краски отдают свой заряд и осаждаются на его поверхности.

Окраска в электрическом поле более производительна, чем окраска распылением. При электроокраске до 90% лакокрасочного материала и более осаждается на поверхности окрашиваемой конструкции. Покрытия получаются равномерными и без подтеков.

Процесс нанесения лакокрасочных материалов на стационарных электроокрасочных установках полностью автоматизируется. При применении ручных электроокрасочных установок также значительно снижаются потери лакокрасочных материалов и улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.

2.17. В электрическом поле, на автоматических стационарных и на ручных установках можно окрашивать наружные поверхности изделий с конфигурацией простой и средней сложности при серийном и единичном (ручная электроокраска) производстве. Недоступны для окраски на этих установках внутренние поверхности изделий, а также глубокие впадины и сложные сопряжения. Для таких мест следует предусматривать подкрашивание пневматическим распылением.

2.18. Для окраски в электрическом поле конструкций особо сложной конфигурации рекомендуется применять комбинированные — пневмоэлектростатический и гидроэлектростатический — методы окраски. При пневмоэлектростатическом методе зарядка частиц в электрическом поле сочетается с пневматическим распылением, а при гидроэлектростатическом — с безвоздушным (распыление под высоким давлением). При этом необходимость подкраски конструкций отпадает.

2.19. В единичном производстве и при окраске небольших партий деталей применяются ручные пневмоэлектростатические, гидроэлектростатические и электростатические распылители с вращающейся чашей.

2.20. Окраска кистью. Метод непроизводительный, но экономичный по расходу окрасочных материалов. В единичном производстве применяется при окраске небольших поверхностей узлов и деталей любой конфигурации, в серийном — при подкраске труднодоступных мест. Окраска кистью неприемлема при использовании быстро сохнущих и плохо растушевывающихся лакокрасочных материалов.

2.21. Выбор оптимального способа производства окрасочных работ (нанесения лакокрасочных материалов). При решении этого организационно-технического вопроса руководствуются следующими требованиями: выбранный способ окраски должен быть технически допустимым при данном типе лакокрасочного материала, данных размерах и конфигурации конструкций; должен соответствовать типу производства (заводское или на строительно-монтажной площадке); быть приемлемым с точки зрения возможности организации (потребность в производственных площадях, специальном оборудовании) и экономичным по себестоимости работ.

2.22. Необходимые сведения для выбора наиболее подходящего в данных условиях способа нанесения лакокрасочных материалов приведены в табл. 13 — 22. Пользоваться этими данными рекомендуется в следующем порядке:

а) соответственно типу лакокрасочных материалов, принятому при выборе системы покрытия (разд. I), следует отобрать по табл. 13 технически допустимые способы окраски конструкций;

б) по табл. 14 и 15 проверить возможность применения каждого из этих способов по характеру конструкций и типу производства, неприемлемые исключить; исключить также способы, организация которых не соответствует условиям завода или площадки;

в) если в результате отбора окажется несколько в равной мере приемлемых вариантов окраски, их следует сопоставить по затратам (табл. 16 — 21) и принять наиболее экономичный по себестоимости работ. При серийном и массовом производстве следует еще проверить себестоимость с учетом срока службы покрытия (табл. 22).

Таблица 13

Технически допустимые способы нанесения лакокрасочных

материалов в зависимости от их типа (по пленкообразующим)

———————————

<*> При нанесении кистью плохо растушевываются.

Примечания: 1. Знаком «+» отмечены лакокрасочные материалы, которые могут наноситься соответствующими методами.

2. Перхлорвиниловые и эпоксидные материалы не должны применяться для распыления в электрическом поле без искропредупреждающего устройства.

Таблица 14

Технически допустимые способы нанесения лакокрасочных

материалов в зависимости от конфигурации металлоконструкций

и типа производства на заводе-изготовителе

———————————

<*> Допускается при применении специальных устройств.

Таблица 15

Технически допустимые способы нанесения лакокрасочных

материалов в зависимости от конфигурации металлоконструкций

и типа производства на строительно-монтажной площадке

Таблица 16

Затраты на нанесение одного слоя лакокрасочных материалов

пневматическим распылением на 100 м² окрашиваемой

поверхности на заводах — изготовителях строительных

металлоконструкций при серийном производстве

Таблица 17

Затраты на нанесение одного слоя лакокрасочных материалов

электроокраской и окунанием на 100 м² окрашиваемой

поверхности на заводах — изготовителях строительных

металлоконструкций при серийном производстве