способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала
Классы МПК: | C23C28/02 только покрытий из металлического материала B32B15/18 содержащие чугун или сталь |
Автор(ы): | Горынин И.В., Люблинский Е.Я., Пирогов В.Д., Соколов О.Г., Владимиров Н.Ф., Тынтарев А.М., Балуев А.И. |
Патентообладатель(и): | Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-02-01 публикация патента:
27.03.1996 |
Изобретение относится к получению многослойных металлических материалов и может быть использовано в производстве коррозионно-стойких и противообрастающих материалов для судов, стационарных и плавучих сооружений и конструкций. Способ предусматривает нанесение на поверхность стали беспористого слоя титанового сплава методом плакирования взрывом и прокатки толщиной не менее 1 мм и последующего нанесения слоя из меди или ее сплава с объемной пористостью 0,5 - 20% с катодными или анодными добавками. 3 з. п. ф-лы, 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО ПРОТИВООБРАСТАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, включающий нанесение на поверхность стали слоя титанового сплава, отличающийся тем, что слой титанового сплава наносят беспористым с толщиной не менее 1 мм, а затем на слой титанового сплава дополнительно наносят слой с объемной пористостью 0,5 - 20% из меди или медного сплава с катодными добавками в количестве 1 - 30 мас.% и/или анодными добавками в количестве 0,5 - 15 мас.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что титановый сплав наносят методом плакирования взрывом и прокатки. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что медь (медный сплав) с заданной объемной пористостью наносят электродуговым, газопламенным и плазменным методами. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катодных добавок вводят никель, свинец, кремний, а анодных - алюминий, цинк, марганец, железо.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области защиты от коррозии и обрастания стальных объектов морской техники широкого назначения судов, стационарных и плавучих сооружений и конструкций. Известны различные способы защиты от коррозии и обрастания стальных объектов морской техники, обеспечиваемые путем сочетания: средств защиты от коррозии противокоррозионных лакокрасочных, металлических, неметаллических, неорганических покрытий; электрохимических методов (протекторной и катодной защиты); средств защиты от обрастания противообрастающих лакокрасочных покрытий, необрастающих металлических материалов, физико-химических методов (электролизное хлорирование воды и анодное растворение меди) (Коррозия и защита от коррозии. Справочник, Л. Судостроение, 1987; Гуревич Е.С. и др. Защита от обрастания. М. Наука, 1989, с. 271; J. Soc. Nav. Archit. Jap. 1990-168, dec. р. 471). Принципиально путем различного сочетания указанных средств защиты обеспечивается эффективное предотвращение коррозии и обрастания морских судов и сооружений. Однако указанные средства защиты имеют следующие существенные недостатки: противокоррозионные покрытия имеют ограниченный срок службы (3-4 года), а в ледовых условиях не более 1 года; противообрастающие покрытия имеют также ограниченный срок службы (1-3 года) и незначительный коэффициент полезного использования (КИП) биоцидов (20-30%); электрохимические методы защиты эффективны в основном в сочетании с лакокрасочными покрытиями, в ледовых условиях подвержены механическим повреждениям, а после ледовых условий в результате разрушения покрытий эффективность защиты резко снижается; физико-химическая защита от обрастания надежна и эффективна в основном для замкнутых объемов; сроки службы противокоррозионных и противообрастающих средств защиты не могут быть согласованы; без докования и восстановления средств защиты не может быть обеспечена надежность в эксплуатации объектов морской техники. Известен также метод защиты от коррозии и обрастания, осуществляемый путем установки на корпусе защищаемого объекта листов из меди или медных сплавов (например, медно-никелевого сплава) с помощью болтового или клеевого соединения, а также методом плакирования (J. Soc. Nav. Archit. Jap. 1990-168, dec. p. 471, прототип). Однако указанный способ имеет ряд существенных недостатков, из-за которых он не получил распространения. Во-первых, на практике такой способ чаще всего не только не обеспечивает защиты от коррозии вследствие невозможности полной изоляции стали от морской воды, но и приводит к контактной коррозии в местах нарушения изоляции. Во-вторых, эффективная защита от обрастания обеспечивается только в акваториях со средней интенсивностью обрастания. В акваториях с высокой интенсивностью обрастания (например, юго-восточной части Мирового океана) обеспечивается частичная защита от обрастания, а в акваториях с низкой интенсивностью обрастания (например, Северные моря) имеет место повышенный (излишний) расход биоцида. В-третьих, способ является весьма трудоемким и дорогостоящим, связан с использованием листов на основе меди толщиной, в 10-30 раз превышающей необходимую для защиты от обрастания, на объектах техники, находящихся в эксплуатации, практически неприменим. В связи с этим этот способ получил весьма ограниченное применение, главным образом для предотвращения коррозии и обрастания небольших судов и катеров. Кроме того, относительно тонкая (2-4 мм) и мягкая обшивка из меди или медно-никелевого сплава часто не выдерживает механических воздействий, например, при эксплуатации объектов в ледовых условиях, что приводит к интенсивной контактной коррозии стали. Целью изобретения является обеспечение практически неограниченного или регламентируемого срока защитного действия, предохранение от механических повреждений, в том числе в условиях воздействия льда, предотвращение контактной коррозии, обеспечение оптимальной эффективности защиты от обрастания в морских бассейнах с различной биологической активностью. Цель достигается тем, что подводную часть объектов изготавливают из триметалла сталь-титановый сплав-медь или медный сплав, при этом сталь предохраняют от коррозии нанесением титанового сплава, а титановый сплав предохраняют от обрастания путем нанесения на него покрытия из меди или медного сплава. Для исключения контактной коррозии стали, а также механических повреждений титанового слоя его наносят беспористым слоем толщиной не менее 1,0 мм. Эффективную регулируемую защиту от обрастания в морских бассейнах с различной биологической активностью обеспечивают изменением интенсивности ионизации меди, во-первых, путем изменения объемной пористости покрытия на основе меди от 0,5 до 20% достигаемой изменением режима нанесения покрытия; во-вторых, путем изменения разности потенциалов титановый сплав покрытие на основе меди от 80 до 230 мВ, обеспечиваемой введением в медный сплав катодных (например, никеля от 1 до 30 мас.) и (или) анодных (например, алюминия от 0,5 до 15 мас.) добавок. При этом один способ регулирования скоростью ионизации меди может дополняться другим. Критерием защитной способности покрытия от обрастания является скорость ионизации меди, соответствующая для бассейнов с низкой биологической активностью 4-10 мкг/см2![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
За счет изменения пористости можно обеспечить заданную оптимальную защитную концентрацию в интервале скорости выщелачивания от 10 до 30 мкг/см2
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
О п ы т 3. Для оценки влияния разности потенциалов (
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057117/916.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057203/981.gif)
![способ изготовления коррозионно-стойкого противообрастающего материала, патент № 2057203](/images/patents/415/2057009/729.gif)
Класс C23C28/02 только покрытий из металлического материала
Класс B32B15/18 содержащие чугун или сталь