На экономику каждой страны влияет уровень развития транспортных путей сообщения. От технического состояния автомобильных и железнодорожных дорог зависит их пропускная способность, а также безопасность перевозок. Неотъемлемой частью транспортных систем являются мосты – искусственные инженерные сооружения, которые служат для преодоления естественных препятствий или путей сообщения. Современные мосты имеют сложную конструкцию, для их возведения требуются значительные инвестиции. Надлежащее содержание этих важнейших сооружений требует своевременного качественного проведения работ, продлевающих их долговечность.
В данной статье мы хотели бы обратить внимание на некоторые варианты решения проблемы защиты металлических мостов и дорожных ограждений от коррозии с помощью лакокрасочных систем FEIDAL. Хорошо исполненная, технически и экономически выгодная антикоррозионная окраска требует тщательного планирования. Проектирование антикоррозионной защиты металлических мостов при использовании лакокрасочных материалов импортного производства необходимо производить с учетом международного стандарта ISO 12944, который позволяет охватить все факторы, влияющие на долговечность окраски:
- практическое назначение и долговечность конструкции;
- окружающая среда и специальные нагрузки;
- требуемая подготовка поверхности, то есть удаление ржавчины, окалины, получение оптимальной шероховатости;
- лакокрасочные материалы – тип покрытия, минимальная толщина покрытия;
- место, время и условия окраски;
- контроль за проведением антикоррозионных работ;
- возможности проведения ремонтной окраски.
Минимальным требованием к долговечности антикоррозионного покрытия металлических мостов в проектах немецких предприятий является устойчивость свыше 15 лет при условии высокой агрессивности окружающей среды, то есть категории коррозийности С4 по ISO 12944.
Примером традиционной лакокрасочной системы покрытий FEIDAL для данных условий являются следующие схемы:
Таблица 1. Трехслойная и двухслойная антикоррозионные системы FEIDAL согласно DIN EN ISO 12944-5 для окраски стальных мостовых конструкций в условиях окружающей среды высокой агрессивности
Первый вариант представляет собой трехслойную систему покрытий с дополнительной защитой острых кромок и кантов конструкций. Это классическая схема проверенная многими десятилетиями практики в Германии. Общая толщина защитного слоя – 240 мкм. Грунтовочное двухкомпонентное покрытие на эпоксидной основе MG 46 – Feidal 2K-EP-Zinkstaub обеспечивает эффективную антикоррозионную защиту, как пленочную, так и катодную, так как материал содержит 95% цинка в сухом слое. При механическом повреждении лакокрасочного покрытия грунтовочный слой позволяет исключить или свести к минимуму распространение подслойной коррозии, возможное при других типах грунтовочных покрытий. Промежуточная эпоксидная эмаль ZD 60 – Feidal 2K-EP-Deckbeschichtung EG содержит специальный антикоррозионный пигмент – железистую слюдку, которая широко применяется для придания материалам лучшей барьерной защиты от атмосферных нагрузок и большей механической прочности. Окончательное покрытие осуществляется двухкомпонентной акрил-полиуретановой эмалью ZD 22- Feidal 2K-AY-PUR-Deckbeschichtung, которая также содержит железистую слюдку. Материалы, содержащие железистую слюдку имеют ограничение по цветовым тонам – как правило, это серые, зеленые, синие и красные оттенки согласно каталога Немецкой железной дороги (Deutsche Bahn DB). Если необходимо выбрать цвет, соответствующий каталогу RAL, применяется акрил-полиуретановая эмаль ZD 22- глянцевая или матовая.
Второй вариант отличается применением специальной высоконаполненной эпоксидной грунтовки ZG76, которая имеет большой сухой остаток, порядка 82% по объему, и наносится толщиной сухого слоя от 160 мкм до 300 мкм. Двухслойная система также имеет общую толщину сухого слоя 240 мкм и устойчивость при высокой агрессивности среды С4 свыше 15 лет. Для нанесения грунтовки достаточно добиться оптимальной шероховатости поверхности 30-40 мкм. Как и в первом варианте, в зависимости от требований к цветовому тону или блеску, вторым и окончательным слоем наносится эмаль ZD 22- или ZD 22- толщиной 80 мкм.
Проведение оптимальной по надежности, качественной антикоррозионной защиты мостовых конструкций с наименьшими затратами на подготовку поверхности, выполнение лакокрасочных работ и их контроль возможно в случае, когда окраска мостовых конструкций производится в заводских условиях. Так как при транспортировке, монтаже и сварке лакокрасочное покрытие повреждается, финишный слой наносится после монтажа. На фотографии показан этап контроля качества грунтовочного покрытия FEIDAL на элементах железнодорожного моста, который изготавливался в 2001 году по заказу железной дороги – Deutsche Bahn AG.
Обязательным условием качественной антикоррозионной защиты после нанесения грунтовки является дополнительная окраска острых кромок, кантов и сварных швов, на которых лакокрасочный слой имеет недостаточную толщину.
Условия эксплуатации мостов специфичны, и в проектной документации, согласно международному стандарту ISO, агрессивность окружающей среды связана со следующими условиями эксплуатации:
- большой перепад температур;
- повышенная влажность, воздействие солей, радиации;
- одновременное воздействие химических, механических факторов;
- увеличение количества транспорта на дорогах, а также веса транспортных средств.
Ремонтные работы необходимо производить при достижении степени разрушения лакокрасочного покрытия в результате коррозии до степени Ri3. Ремонтная антикоррозионная окраска всегда является более трудоёмкой по следующим причинам:
- тип конструкции, которая проектировалась без учета её коррозионной стойкости, а также доступности при проведении антикоррозионной окраски;
- трудность оценки состояния подложки под существующими, очень часто большой толщины покрытиями и ржавчиной;
- изменяющиеся погодные условия;
- проведение работ затрудняется во время эксплуатации объекта;
- работы производятся на большой высоте;
- экологические требования подразумевают применение дорогостоящего дополнительного оборудования и утилизации возникающих при ремонте отходов.
Основные проблемы, способствующие возникновению коррозии и затрудняющие ремонтные и эксплуатационные работы, вытекают из типа конструкции или её элементов:
- наличие щелей между сопрягаемыми элементами конструкции;
- недоступные или труднодоступные пространства;
- соединения внахлест;
- дренажные отверстия слишком малого диаметра и неправильно расположены
- наличие ниш, в которых накапливается влага;
- плохо выполненные сварочные швы;
- тысячи заклепок и болтов;
- пакеты, состоящие из листов металла;
- несовмещение отверстий и кромок.
В мостовых конструкциях имеем также проблемы с:
- невозможностью защиты от коррозии, без капитального ремонта всей конструкции;
- соединениями деревянных настилов с металлоконструкцией, технически неграмотными соединениями бетон-сталь;
- плохим водоотводом;
- неправильной системой монтажа, таких элементов как перила, ограждения, столбы освещения и т.п.
Все это лишь подтверждает необходимость использования качественных лакокрасочных материалов, качественного исполнения работ по подготовке поверхности изделий, малярных работ и тщательного контроля этих работ на каждом этапе производства.
Стоит заметить, что стоимость лакокрасочных материалов по отношению к стоимости всей антикоррозионной защиты объектов, производимой в Германии и других европейских странах, составляет менее 30%. Поэтому, учитывая огромную трудоемкость и стоимость ремонтно-восстановительных работ, а также ограничение финансирования и сроков выполнения данных работ, использование традиционных дешевых грунтов и эмалей является неэффективным и, в конечном итоге, более дорогим.
