Когда люди слышат слова модернизации, инновации — им сразу видится что-то непостижимое — Glonass, чипы, биотехнологии. И это правильно. Но часто инновации гораздо ближе и легче достижимы. Часто они так же понятны и их так же легко (и так же сложно) применить, как электричество или горячую воду.

Балдаев Лев Христофорович, д.т.н., генеральный
директор компании «Технологические
системы защитных покрытий» (ТСЗП)

Каждый из нас видел, как красят металлический заборчик, ворота или мост. Каждый видел, как уже через год краска облупляется, а если не покрасить через два — то, как будто и не красили вовсе. Мало кто задумывается, сколько стоит покраска и есть ли ей альтернатива. Оказывается, в масштабах страны на окраску тратятся ежегодно миллиарды рублей, а альтернатива есть не только краске, но и полимерным покрытиям, изоляции, электрохимзащите, изготовлению изделий целиком из нержавеющей стали. И эта альтернатива позволяет, при небольших инвестициях, сберегать силы и деньги.

Альтернатива, о которой мы говорим — металлизация. Что нового в металлизации? Каждый из нас видел оцинкованное ведро. И многие знают, почему оно не ржавеет. Цинк выступает как протектор (защитник) по отношению к стали — расходуясь, отдавая свои ионы, он не дает ржаветь стали. Процесс расходования идет настолько медленно, что слоя цинка в одну десятую миллиметра хватает на десяток лет — и все это время ведро не надо более ничем защищать. Почему же таким способом не защитить все металлоконструкции? Горячее цинкование — процесс, требующий погружения изделия в ванну. Погрузить в ванну опору ЛЭП или металлический мост целиком невозможно, а если погружать по частям — прокорродируют сварные швы и конструкция развалится. Кто-то может вспомнить про холодное цинкование. Но, несмотря на схожесть названий, холодное цинкование — это не металлизация. Скорее, окраска, со всеми вытекающими недостатками.

Способ нанесения одного металла на другой в полевых условиях был найден более 100 лет назад и назван газотермическим напылением. Напыляемый металл (как правило, в форме проволоки) расплавляется электрической дугой или в пламени, и переносится потоком воздуха на металл основы, создавая на его поверхности плотное покрытие. Покрытие является металлическим и обладает его свойствами — оно твердое, плотное, электропроводное, не боится огня и солнечного излучения, подвержено механической обработке. И, если таким способом нанести алюминий, цинк или их сплавы, они выступают как протекторы по отношению к основному металлу, т.е. они не позволяют металлоконструкции ржаветь. Более того, если металлическое покрытие повреждается, обнажая основной металл, его протекторные свойства обеспечивают «самозалечивание» поврежденного участка, и через некоторое время на месте повреждения появляется тонкий слой покрытия (рисунок 1). Металлические покрытия настолько хорошо справляются со своей задачей, что обеспечивают стойкость черной стали к коррозии в морской воде более 30 лет (и это – доказанный эксплуатацией факт).

Рисунок 1. Схема процесса и фотография «самозалечивания» поврежденного участка протекторного металлического покрытия, нанесенного на сталь; справа – фотография

В отличие от полимерных композиций, которые практически невозможно качественно нанести в полевых условиях, металлические покрытия спроектированы именно для такого нанесения. Первое металлическое покрытие на мост было нанесено в 1936 г. в США (оно потребовало ремонта только в 1975 г). В 80-е годы ХХ века властями штата Нью-Джерси был начат эксперимент — 46 пролетов моста через реку Матис покрыли различными покрытиями — краски, эпоксидные и полимерные композиции, металлические покрытия. Только металлические покрытия, нанесенные газотермическим напылением, не потеряли своих свойств в течение 20 лет (рисунки 2, 3). Ржавчина отсутствовала на 99% процентах поверхности. Все прочие покрытия исчерпали себя в срок от одного до восьми лет. Власти США не стали дожидаться окончания эксперимента. Уже через несколько лет после его начала газотермическая металлизация захватила умы множества людей. В США покрывают металлом не только мосты и опоры ЛЭП, но и суда, нефтедобывающие платформы, дымовые трубы, арматуру ЖБИ. Напыленные металлические покрытия обладают поверхностной пористостью 5–7%, благодаря чему их можно очень качественно красить — краска впитывается в покрытия, обеспечивая превосходную адгезию.

Рисунок 2. Защита мостов протекторными покрытиями, нанесенными газотермическим металлизационным напылением

Рисунок 3. Защита мостов протекторными покрытиями, нанесенными газотермическим металлизационным напылением

Наверное, это слишком дорого, скажете вы. Из-за этого у нас и не применяется. И будете не правы. Металлизация действительно гораздо дороже некачественной окраски. Но если сравнить с окраской качественной (включающей абразивно-струйную подготовку поверхности, праймер, несколько слоев краски, топпинг) то мы обнаружим, что цены различаются на проценты. Но краска (даже качественная) работает два-три года, а металлизация — десятилетия (рисунок 4). Так почему же она не применяется?

Рисунок 4. Защита металлоконструкций ЛКМ и протекторными покрытиями, нанесенными газотермическим металлизационным напылением

Все дело в том, что невозможно внедрять новые технологии, видя горизонт в пару лет. За пару лет не успеешь пожать никаких плодов. Преимущества металлизации выявляются на горизонте свыше пяти лет. На горизонте в 20 ей нет равных. Но даже люди, обязанные смотреть на 20 лет вперед — проектировщики кораблей, мостов, аппаратов нефтепереработки, опор ЛЭП — предпочитают ставить в проекты старые добрые проверенные способы. Так спокойнее. Что уж говорить про тех, кто эксплуатирует? Деды наши красили и мы красить будем, забывая о том, что деды жгли лучину и ходили в лаптях.

Наверное, в этом и состоит хозяйское отношение к делу — в том, чтобы думать не на месяц, а на десятилетия вперед.

Строить и эксплуатировать так, чтобы не стыдно было сказать внукам: «вот эту трубу мы построили 30 лет назад, ни разу не ремонтировали, а она все как новая».

Автор: Балдаев Лев Христофорович,
д.т.н., генеральный директор компании «Технологические системы защитных покрытий» (ТСЗП)