Антикоррозионные системы для гидротехнических сооружений: как выбрать толщину покрытия?

Вопрос может показаться наивным, но только на первый взгляд. Можно, не задумываясь, ответить, что толщина покрытия выбирается в соответствии со стандартом, и в этом ответе не будет ошибки. Но можно дать и другой ответ: существует обширный опыт применения защитных систем, которые имеют отклонение от требований стандартов по формальному признаку, но при этом прекрасно зарекомендовали себя в эксплуатации.

Оба подхода имеют право на существование. В данной статье мы рассмотрим каждый из них и попытаемся выяснить, какой из этих подходов является более эффективным.

Автор: Кирилл Аристов — Технический директор/Директор по маркетингу.

Подбор с помощью ГОСТ 34667.9

В настоящее время подбор защитных систем для гидротехнических сооружений обычно производится согласно ГОСТ 34667.9−2021 «Защитные лакокрасочные системы для морских и аналогичных сооружений и лабораторные методы их испытаний». Данный стандарт был создан на базе одноименного международного стандарта ISO 12944−9, который был впервые опубликован в 2017 году (до этого времени серия стандартов ISO 12944 включала в себя только 8 частей). Но на этом история документа не заканчивается: родоначальником ISO 12944−9 являлся ISO 20340, на который ссылался и стандарт NORSOK. Таким образом, можно сказать, что логика и технические требования ГОСТ 34667.9 восходят к ISO 20340.

Можно проследить, как менялись требования к проектированию морских и аналогичных сооружений, начиная с ISO 20340 (для простоты возьмем редакцию 2003 года). Ответ прост: за последние 20 лет требования к защитным системам не изменились — системы остались прежними, как остались прежними и требования к квалификационным тестам этих систем. Изменилась только классификация сред: если раньше проектирование выполнялось для категорий Im2 и C5-M, то по новым нормам для проектирования используются Im4 и СХ. А это большая разница: экстремально агрессивная СХ существенно отличается от бывшей С5-М.

Любопытна и логика ISO 20340: в стандарте перечислялись системы, которые успешно «используются на морских сооружениях». Такой подход технически обоснован и актуален до сих пор: любой стандарт, имеющий дело с подбором защитных систем, указывает, что лабораторные испытания не могут полностью воспроизвести реальные условия эксплуатации, в связи с чем надежной считается система, которая не только соответствует требованиям стандарта, но и для которой есть положительный результат эксплуатационного мониторинга. Иными словами, результат эксплуатации не менее важен, чем выполнение требований стандарта.

В действительности, требования к антикоррозионной защите морских и аналогичных сооружений, введенные в ISO 20340 и далее перекочевавшие в ISO 12944−9 и ГОСТ 34667.9, в определенной степени условны, потому что на морских сооружениях Европы применяются не только перечисленные в этих стандартах системы. Например, есть опыт применения сверхтолстослойных систем толщиной до 1,5 мм с превосходными физико-механическими характеристиками в зоне переменного смачивания, учитывающий желание эксплуатирующих организаций не заниматься ремонтом в течение многих десятков лет (в морских условиях это крайне дорого), как есть и опыт с другими системами. В этом заключается европейский подход к антикоррозионной защите: системы с запасом, большая долговечность и отсутствие экономии на защитных покрытиях, поскольку их стоимость в общем бюджете строительства крайне мала.

Интересно, что в последней редакции ISO 12944 (2017г.) можно наблюдать некоторое снижение толщин систем ЛКП в сравнении с предыдущей версией. Снижение толщин стало возможно благодаря появлению более современных и качественных лакокрасочных материалов, а также благодаря наблюдениям за покрытиями в эксплуатации, которые показали надежность примененных систем. Еще одна причина — это изменение экологической ситуации в мире. Экологические требования ужесточаются, вместе с ними повышается технологичность производственных предприятий, которые сокращают количество выбросов в атмосферу. Эти процессы ведут к улучшению качества воздуха, а, следовательно, и к уменьшению коррозионного воздействия на металлические конструкции. Снижение толщин коснулось систем, работающих в открытой атмосфере, но, как сказано выше, толщины систем для морских сооружений согласно ISO 12944−9 остаются без изменений на протяжении многих лет.

Отдельно следует упомянуть, что согласно указанным выше стандартам защитные системы выбираются для категории коррозионной активности СХ, которая предусматривает экстремально высокое коррозионное воздействие и применяется для условий экстремальной влажности и экстремально агрессивной атмосферы, а также в тропическом и субтропическом климате. Таких условий не существует на территории Европы и тем более северной Европы, для которой изначально разрабатывался ISO 20340 (не секрет, что появление этого стандарта было связано с развитием нефтяной промышленности Норвегии, в частности, строительством объектов на морском шельфе Северного и прилежащих морей). Такой коррозионной активности нет и на территории РФ, и особенно ее нет в замерзающих северных и арктических широтах, где ведется большая часть гидротехнического строительства. Выбор СХ — это условность, которая отражает факт повышенной комплексной нагрузки на покрытие, но не соответствует характеристикам морской атмосферы северных широт.

Сказанное выше позволяет говорить о некоторой условности требований к системам, изложенным в ГОСТ 34667.9. Отметим также, что применение стандартов системы ГОСТ в настоящее время не является обязательным.

Применение альтернативных систем

Строго говоря, применение альтернативных систем не является отступлением от требований ГОСТ 34667.9, поскольку данный стандарт указывает, что «допускается применение других защитных систем». Описанная выше философия иностранных стандартов во многом опирается на практический опыт и корреляцию результатов лабораторных тестов с данными эксплуатационного мониторинга.

В мировой практике помимо ISO 20340/ISO 12944−9 широко применялись спецификации различных международных компаний, специализирующихся на работе с морскими сооружениями. В 2000-х годах, с появлением толстослойных покрытий, этот опыт дал промышленности однослойную эпоксидную систему толщиной 500 мкм, которая получила повсеместное распространение и во многих случаях вытеснила из употребления другие системы. Преимущества системы 1×500 мкм были очевидны: один слой взамен двух или даже трех слоев давал решающее преимущество перед системами-конкурентами, а многолетние эксплуатационные наблюдения показали надежность данной системы.

Однослойная эпоксидная система 1×500 мкм получила применение и в России, подтвердив технологичность в нанесении и надежность в эксплуатации. Активно применялась система Marathon 550 1×500 мкм, а впоследствии и система Литапрайм Гидро 1×500 мкм.

Технологичность и надежность системы складываются из следующих факторов:

• прохождение тестов, перечисленных в Части 9 ГОСТ 34667;
• высокая толщина нестекающего слоя;
• высокая ударостойкость;
• высокая стойкость к истиранию.

Вывод

Вернемся к вопросу, заданному в заголовке данной статьи — как выбрать толщину защитного покрытия для гидротехнического сооружения? Или можно предложить еще более смелую формулировку: нужно ли ориентироваться на системы, указанные в ГОСТ 34667.9?

Как показывает практика, вовсе необязательно. Одна из систем, предлагаемых ГОСТ 34667.9, — двухслойная эпоксидная система общей толщиной 600 мкм, однако, вполне достаточно однослойной системы толщиной 500 мкм при условии соответствия обозначенным выше требованиям. Разница толщин в системах 1×500 мкм и 2×300 мкм значительная, настолько же значительным будет и увеличение бюджета на антикоррозионную защиту, и это удорожание нельзя назвать обоснованным.

Сторонники двухслойных систем с общей толщиной 600 мкм часто сообщают о стекании краски при большой толщине, и это, по их мнению, является аргументом против однослойной системы. Такое беспокойство оправданно, потому что действительно не каждый представленный на рынке материал может обеспечивать толщину сухого слоя 500 мкм. Тем не менее, такие материалы есть, и один из них — Литапрайм Гидро, имеющий подтвержденную высокую толщину нестекающего слоя и опыт нанесения в один слой с толщиной сухой пленки 500 мкм на таких проектах как «Строительство морского терминала в морском порту Певек» и «Нефтяной терминал «Порт бухта Север».