Ko'priklarning po'lat konstruksiyalarining dengiz muhitida uzoq muddatli doimiylikka erishish usullari

Dengiz muhitining korroziv xususiyatini tushunish: Nima uchun ko'prik po'lati C5M muhitida juda keskin degradatsiyaga uchraydi?

Tuzli aerosol, suv ostida turish (tide immersion) va namlik tebranishi — ko'prik pastki qismlari uchun uchta yetakchi korroziya tezlashtiruvchi omillar

Qirg'oq chizig'ida joylashgan ko'priklarning pastki tuzilmalari uchta asosiy korroziya qo'rqituvchilari bilan bir vaqtda kurashishga majbur bo'ladi. Birinchidan, havodagi tuz metall yuzalarga cho'kib, barchamiz tan olgan elektrokimyoviy reaksiyalarni boshlaydi. Ikkinchidan, odatda okean suvining tez-tez ko'tarilishi (taydlar) muhandislarning 'kislorod farqi elementlari' deb ataydigan holatni yaratadi, bu esa po'latda noqulay chuqurliklar (pitslar) hosil qiladi. Shuningdek, nisbiy namlik darajasi doimiy ravishda 85% dan yuqori saqlanib turadi, bu esa barcha sirtlarga doimiy ravishda elektrolitning ingichka qatlamini hosil qiladi. Bu kombinatsiya korroziyaning ichki qismlarga nisbatan 5 dan 10 marta gacha tezroq sodir bo'lishiga sabab bo'ladi. Yillar davomida o'tkazilgan dengiz sharoitidagi sinovlar bu namunani doimiy ravishda tasdiqlagan bo'lib, qattiq muhitda materiallarni sinash uchun qabul qilingan ISO 9223 standartlariga amal qiladi.

ISO 9223 C5M klassifikatsiyasi tushuntirilgan: me'yorida 200 g/m²·yil xlorid cho'kmasi — kritik ko'prik ta'sir zonalariga oid me'yor

ISO 9223 standartiga ko'ra, dengiz korroziyasining qanchalik og'ir bo'lishi vaqt o'tishi bilan havoda tuzli havo qanchalik ko'p cho'kib ketishiga bog'liq. C5M toifasi eng yomon sharoitlarni bildiradi. Odatda, to'lqonlar inshootlarga uriladigan joylarda yiliga kvadrat metrga 200 grammdan ortiq cho'kma tezliklari kuzatilganda, bu splish va suv o'tish zonalardagi ko'priklar uchun jiddiy muammo bo'lib qoladi. Himoyasiz qoldirilgan po'lat faqat korroziya tufayli yiliga 50 dan 80 mikrometr gacha yo'qoladi. Bunday yeyilish faqat noqulaylik tug'dirmaydi, balki butun inshootning barqarorligini ham xavf ostiga qo'yadi. Shu sababli, mos korroziyaga qarshi himoya tizimlari nafaqat qo'shimcha afzallik, balki ushbu muhim infratuzilma ob'ektlari kutilayotgan foydalanish muddati davomida xavfsiz ishlashi uchun mutlaqo zarurdir.

Dengiz sharoitlarida ko'priklarning po'lat qismlari uchun korroziyaga qarshi pokrovka tizimlarini optimallashtirish

Ko'p qatlamli tizimning ishlash samaradorligi: Uzoq muddatli C5M ta'sirida epoksi–poliuretan va sinkli g'ishtli grunt–epoksi

Dengiz ko'prig'i uchun qoplamalarga kelganda, ularning elektrokimyoviy reaktsiyalarga qarshilik ko'rsatish darajasi hamda korroziyaga qarshi to'siq sifatida ishlash qobiliyati hamda e'tibor qaratilishi kerak. Maydon sinovlari shuni ko'rsatdiki, sinkga boy g'ishtlar bilan epoksid yuqori qatlamlarining kombinatsiyasi C5M klassifikatsiyasiga mos qat'iy sohil atrofidagi muhitda an'anaviy epoksid-polipuratan tizimlariga nisbatan yaxshiroq ishlaydi. Haqiqiy dengiz sharoitida taxminan o'n yil davomida ushbu sink asosidagi tizimlar ISO 12944-9 standartlariga o'xshash tezlashtirilgan sinov protokollari ma'lumotlariga ko'ra, film ostidagi korroziyani 70–75% ga kamaytiradi. Ushbu samaradorlikning sababi — sinkning qurbon metall sifatida ishlashi. Agar himoya qatlami ichida mayda chiziqchalarning hosil bo'lishi yoki qoplamada (bunday qattiq sharoitlarda keng tarqalgan) bo'shliqlar paydo bo'lsa ham, sink katod himoyasini davom ettiradi. Bu xususiyat, ayniqsa, yiliga kvadrat metrga 200 grammdan ortiq tuz cho'kmalari to'planadigan hududlarda ahamiyatli ahamiyat kasb etadi.

Namlik bilan quritiladigan uretanlar va yuqori sifatli sinkli g'ishtlar — suvga uriladigan va dengiz darajasi o'zgarib turadigan ko'prak zonalarda 85% RH dan yuqori namlikda yuqori mahkamlanishni saqlash

Qoplamalar muammolari doimiy namlik mavjud bo'lgan hududlarda doimiy ravishda yuzaga keladi, ayniqsa namlik darajasi 85% dan yuqori bo'lganda. Biz ko'rgan asosiy muammo nima? Qoplamalarning odatdagidan ancha oldin parchalanishiga olib keladigan birikishning buzilishi. Namlik bilan quritiladigan uretanlar sinov sharoitlarida juda yaxshi natijalar ko'rsatdi. Ular ASTM D4585 standartlariga muvofiq takroriy suvga botirilgandan keyin 94% ga yaqin birikishni saqlaydi. Bu oddiy epoksid qoplamalarga nisbatan — ular atrofida faqat 78% ni saqlaydi — juda ajoyib natija. Bu uretanlarning qanday qilib shunchalik yaxshi ishlashi sababi nimada? Ular havo namligi bilan reaksiyaga kirishib mustahkam bog'lanishlar hosil qiladi va harorat o'zgarishlarini hamda dengiz strukturalariga ta'sir qiladigan doimiy oqim harakatlarini ham boshqara oladigan moslashuvchan film hosil qiladi. Agar ular og'irlik jihatidan 92% dan ortiq sink dustli yuqori sifatli sink g'ishtlari bilan birgalikda ishlatilsa, bu tizim xlorid ionlariga qarshi to'siqa aylanadi. Sinovlar shuni ko'rsatdiki, ular yiliga kvadrat santimetrga 5 mg gacha bo'lgan xlorid penentratsiyasiga chidamli. Bunday himoya ko'pincha kunlik oqim sikllari va sho'r havo ta'siriga uchragan sohil atrofidagi muhitlarga qo'yiladigan talablarga javob beradi.

Yuzani tayyorlash standartlari: Ko'prik qoplamalarining uzoq muddatli ishlashi uchun SP10 portlatish usulida tozalashni amalga oshirish majburiy

Tuzli suv hududlaridagi inshootlarga qo'llaniladigan qoplamalar haqida gap ketganda, bo'yoq qo'llashdan oldin sirtlarning qanday yaxshi tayyorlanganligi shu qoplamalarning qanchalik uzoq vaqt davomida xizmat qilishini aniq belgilaydi. Daryo ostida yoki doimiy ravishda dengiz suvi bilan siqiladigan (biz bu sharoitlarga C5M deymiz) ko'priklar uchun SP10 yoki 'Taxminan oq metallni puxta tozalash' deb ataladigan maxsus standart hozirda deyarli majburiy hisoblanadi. Bu jarayon metall sirtida eski qoplamalarning faqat 5% gacha qolishiga imkon beradi va bo'yoqning yaxshiroq tutishi uchun po'latda maydona va cho'qqilar hosil qiladi. Biz bu yerda ankrov profili haqida gapiryapmiz — uning chuqurligi taxminan 2 dan 3 minginch (dyuymning mingdan bir qismi) gacha bo'ladi; bu zamonaviy epoksid tsinkli qoplamalar bilan ajoyib mos keladi. Biroq, ko'pincha odamlar to'g'ri tayyorgarlik ishlarini o'tkazmaslik sababli ko'plab muammolar yuzaga keladi. Sanoat mutaxassislari aytishicha, qoplamalarning muvaffaqiyatsizliklari to'rttadan uchtasi aslida dastlabki tozalash ishlari noto'g'ri bajarilgani uchun boshlanadi. Qolgan zavod oqshoni, tuz qatlamlari yoki rust izlari yangi bo'yoq qatlamining ostida yashirilib qoladi va keyinchalik katta muammolarga sabab bo'ladi.

Pastki tayyorgarlik standartlarining pasayishi ishlash samaradorligini keskin pasaytiradi:

Dengiz ko'prigi pastki qismlarida to'liq qoplamni almashtirish narxi 300 AQSH dollari/m² dan oshgani sababli, SP10 talablariga mos kelish uchun qo'shimcha xarajatlar uzunroq texnik xizmat ko'rsatish davrlari va saqlangan struktural ishonchlilik orqali eksponensial ROI (investitsiya foydasi) beradi.

Dengiz ko'prigi qo'llanilishlari uchun korroziyaga chidamli po'lat alternativlarini baholash

Ob-havo ta'siriga chidamli po'lat (Korten) cheklovlari: Xlorid bilan to'yinib ketgan ko'priklar muhitida noyob patina hosil bo'lishi va tezlashgan pitting

Ob-havo bardoshli po'lat ishlaydi, chunki u vaqt o'tishi bilan barqaror rust qatlamini hosil qiladi, lekin bu butun jarayon dengiz suviga urilganda buziladi. Agar biz tuzli cho'kmalarning ISO 9223 C5M standartidan (yiliga kvadrat metrga 200 gramm) oshib ketadigan hududlarga qarasak, Corten po'latida biror narsa sodir bo'ladi. Himoya qiluvchi oksid qatlam nojuda tekis bo'lib, ichiga tuz zarrachalarini ushlash uchun teshiklar bilan to'lib ketadi. Natijada, ichki hududlarda kuzatiladigan pitting korroziyasiga nisbatan uchdan besh marta tezroq pitting korroziyasi rivojlanadi. Bu muammolar ayniqsa payvand ulanishlar, boltlar va komponentlar orasidagi tor joylarda yaqqol namoyon bo'ladi. Shu sababli muhandislarning ko'pchilik dengiz sohillariga yaqin joylashgan ko'priklarda ob-havo bardoshli po'latni asosiy strukturalik tayanch sifatida ishlatishdan voz kechishadi.

Qotishma bilan yaxshilangan po'latlar: dengiz ko'priklari ust qismi uchun ishonchli passivlanish uchun ISO 14713-2:2020 ga muvofiq Cr–Cu–Ni–P sinergetik chegaralari

Dengiz muhitida bashorat qilinadigan, uzoq muddatli passivlanishni ta'minlaydigan ISO 14713-2:2020 tarkibiy me'yori talablariga mos ravishda ishlab chiqilgan qotishma bilan mustahkamlangan po'latlar. Xrom, mis, nikel va fosforning sinergik kombinatsiyasi xlorid kuchlanish ta'sirida ham barqaror, o'zini tiklovchi oksid parda hosil qilish imkonini beradi:

Ushbu standartlarga mos keladigan po'lat qotishmalarini dengiz suviga botirilganda yillik korroziya tezligi 0,1 mm dan kam bo'ladi, bu oddiy uglerodli po'latda kuzatiladigan korroziya tezligidan ancha yaxshi natija. Bu materiallarni boshqa materiallardan ajratib turadigan asosiy xususiyat — ulanish nuqtalari va kuchlanish ostidagi joylarda yangi himoya qatlamlarini hosil qilish qobiliyati. Bu xususiyat suv ustida qurilgan ko'priklarda ayniqsa muhim ahamiyatga ega, chunki shu yerda korroziya odatda jam'lanadi va muammolarga sabab bo'ladi. Dengiz ko'priklarining yuqori qismi (superstrukturalari) shu turdagi mahalliy zararlanishdan jiddiy xavf ostida bo'ladi, chunki bu to'g'ridan-to'g'ri inshootning ta'mirlashga ehtiyoj sezishigacha bo'lgan umumiy xizmat muddatini va loyihaning umumiy xavfsizlik chegarasini pasaytiradi.