Наверное, каждый в детстве хоть раз, да задавался вопросом – как плавают в воде металлические корабли? Мы с вами люди взрослые, у нас вопрос другой – как металлические корабли плавают в воде и не ржавеют? Ведь вода, как мы помним из предыдущих статей – одна из наиболее агрессивных природных сред, и коррозия в водной среде развивается быстро и неотвратимо.
Минутка теории
Для начала – корабли все-таки ржавеют. От легкого катера до могучего эсминца – все они подвержены коррозионным процессам. И это действительно большая проблема: так, например, в 2011 году 125-метровый прибрежный боевой корабль ВМФ США LCS Independence едва не растворился на глазах ответственных лиц из-за агрессивной коррозии, поразившей целые участки корпуса. При том, что на момент появления первых обширных участков поражения корабль сошел со стапелей менее года назад.
Конечно, случай с LCS Independence – из ряда вон выходящий. Но он помогает осознать главное: корабли ржавеют и довольно активно. Конечно, прогресс не стоит на месте – уже существуют легкие и прочные композитные материалы, совершенно не подверженные коррозии – но они все еще слишком дороги, а потому не допускают использование в таких процессах, как строительство морского или даже речного судна.
«Жертвы» и сила тока
Как быть? Для начала припомним основы. Самый опасный и вездесущий вид коррозии – электрохимическая. Она возникает тогда, когда металл соприкасается с электролитом — то есть, жидкостью или иной средой, проводящей электричество. На границе сред возникает разница потенциалов, которая приводит к развитию окислительного процесса. Понятно, что наиболее эффективный способ защитить металл от коррозии — свести эту разницу потенциалов к нулю. Сделать это можно при помощи специальных судовых комплексов. Помните, в прошлой статье мы рассказывали, что одно время среди автомобилистов модно было вешать на машины «жертвенные аноды» - кругляшки из электрически активного металла, который принимал разницу потенциалов на себя и разрушался, сохраняя таким образом в целости основной корпус?
Тут такой же принцип — только помимо жертвенного анода, в судовых комплексах антикоррозионной защиты имеются специальные электроды сравнения, а также импульсные преобразователи катодной защиты. Электроды сравнения (как правило, они изготавливаются из серебра, покрытого сверху хлоридом серебра) используются для считывания потенциалов. Преобразователи (сокращенно они называются ИПКЗ) же — для подачи постоянного тока. Отрицательный полюс ИПКЗ соединяется с защищаемой поверхностью — в нашем случае в качестве таковой выступает корпус судна — положительный — с «жертвенным анодом». За счет этого поверхность превращается в один большой катод, на всех участках которого электрический потенциал одинаков. Обычно вдоль корпуса судна располагается 10-12 жертвенных анодов, которые принимают на себя разрушающее действие электролита. Электрическая безопасность в случае использования специальных судовых комплексов антикоррозионной защиты достигается за счет использования источников тока с низким напряжением.
Впрочем, такой сложный в техническом плане и, безусловно, дорогой огород можно и не городить: как показывает практика, «жертвенные аноды» неплохо работают и без внешнего источника тока. В этом случае вместе с металлом корабельного корпуса они образуют гальваническую пару, а далее процесс идет по уже известной нам схеме: более активный металл разрушается первым, а менее активный, из которого изготовлен корпус, остается в целости и сохранности.
По дедовским заветам
Если же корпус корабля по каким-то причинам нельзя защитить электрохимическими методами, его можно просто-напросто экранировать — исключить или по крайней мере свести к минимуму контакт с агрессивной внешней средой. Подобный эффект достигается десятками самых разнообразных способов.
Самым простым способом экранирования корпуса являются уже знакомые нам покровные материалы — то есть, лаки, краски, мастики и так далее. Преимуществ у этого способа ровно два: покровные материалы дешевы и сравнительно легко наносятся. Далее следует длинный список недостатков, главным из которых можно считать высокую скорость их разрушения — особенно в соленой морской воде. Да и экономия, к слову говоря, при таком подходе представляется достаточно спорной: ведь защитный слой нужно будет регулярно подновлять по мере того, как он будет стираться и отслаиваться. Ну и да, еще один важный момент — просто так закупить на ближайшем строительном рынке тонну-другую «цинковой краски» и обмазать ей корпус корабля не получится. Вся продукция, которая может использоваться для защиты судов от ржавчины, в обязательном порядке должна иметь Свидетельство о типовом одобрении Российского морского регистра судоходства. Если Свидетельства нет — грош цена такой защите.
Можно, впрочем, немного усложнить процесс и вместо лаков, красок и мастик использовать металлизированные и металлические покрытия — медь, олово, цинк, никель, хром и так далее. Это приведет к значительному подорожанию антикоррозионной защиты, но и эффект от нее будет куда выше. Чаще всего среди всех перечисленных выше металлов для сохранения корабельных корпусов в целости применяется цинк — в том числе составы класса Zinker, которые сочетают эффективность и простоту использования (кстати о Свидетельстве — у компании, которая производит составы класса Zinker, оно есть, так что мы упомянули ее здесь не для красного словца; ее продукции действительно можно доверять). Правда, нужно учитывать, что цинк сам по себе металл довольно мягкий, поэтому судно, защищенное им, нужно беречь — не допускать ударов о твердые и острые предметы, чтобы защитный слой прослужил как можно дольше.
Защита «от противного»
Ну а если краски и лаки — неэффективно, а металлизированные покрытия — слишком дорого, на помощь придут старый-добрый бетон и битум. Это дешево, сердито и достаточно эффективно, хотя и не везде применимо. Так, например, защищать бетоном небольшое рыболовецкое судно нецелесообразно — скопление дополнительной серьезной массы во внутренних отсеках наверняка не лучшим образом скажется на его эксплуатационных свойствах. Что же касается битума, то его чаще всего используются для «экранирования» грузовых трюмов. При этом процесс нанесения битума связан с некоторыми техническими сложностями: так, например, защищаемую поверхность предварительно необходимо загрунтовать (чаще всего это делается при помощи смеси нефтяного битума и бензина). Сам же материал становится пластичным лишь при нагревании до 200 градусов — поэтому при работе с ним необходима помощь компетентных специалистов, у которых имеется необходимое оборудование.
Ну а если вдруг нельзя по какой-то причине экранировать корпус, то почему бы не сделать окружающую среду менее агрессивной? Такой способ тоже используется, но в очень ограниченных масштабах. Понятное дело, что свойства всей морской воды (или даже речной) воды на всем протяжении пути корабля не изменишь — зато это можно сделать с жидкостями, находящимися в самом корабле. В частности, в балластную воду, которую судно набирает непосредственно из водоема, в котором находится, могут добавлять специальные ингибиторы коррозии — особые химические вещества, которые снижают деструктивные свойства жидкости и тем самым либо замедляют процессы ржавления металла, либо исключают их вовсе. То же самое, зачастую, проделывается и с нефтью в случае нефтеналивных танкеров.
Вывод из всего сказанного выше можно сделать простой. Даже два вывода: во-первых, успешная борьба с коррозией на воде дает надежду на то, что рано или поздно человечество сумеет одолеть этого грозного врага окончательно. Ну и во-вторых - доверяйте проверенным производителем! Любое средство защиты корабля от ржавчины в обязательном порядке должно быть сертифицировано и иметь специальные обозначения (например, для обслуживание корабельной отрасли — Свидетельство о типовом одобрении Российского морского регистра судоходства). Если использовать нечто непонятно кем, непонятно где, как и для чего изготовленное - в лучшем случае вы просто потратите зря время и деньги. В худшем - только усугубите проблему.
#корабли #строительство #история #коррозия #металлургия
