Алюминиевые сплавы имеют довольно высокое естественное сопротивление коррозии благодаря защитной оксидной пленке, которая самопроизвольно образуется на поверхности свежего алюминия сразу после его контакта с воздухом. Поэтому в сельских районах и умеренно загрязненных городских условиях для большинства алюминиевых сплавов не требуется никакой специальной защиты от коррозии.
При более жестких коррозионных условиях, например, в прибрежных и сильно загрязненных промышленных районах, как правило, необходимо применять специальные меры, чтобы избежать коррозии, как самих алюминиевых элементов, так и крепежных изделий, которые применяются в соединениях.
При оценке необходимости принятия тех или иных мер по защите алюминиевых элементов конструкций от коррозии принимают во внимание следующие основные виды коррозии:
- коррозия открытой поверхности алюминиевой детали или изделия в целом;
- гальваническая (контактная) коррозия, которая возникает при контакте различных металлических материалов, в том числе, в соединениях конструкций;
- щелевая коррозия, которая возникает в щелях, которые образуются в контактах соединений элементов конструкций.
- коррозия от контактов с неметаллическими строительными материалами.
Особенности коррозии в соединениях конструкций
При проектировании алюминиевых конструкций необходимо обратить внимание на контактирующие поверхности, которые образуют узкие щели и контакт алюминия с некоторыми металлами или шайбами из некоторых металлов, которые могут быть причиной электрохимического воздействия на алюминий. Именно такие условия возникают в соединениях конструкций. Контактные поверхности и соединения алюминия с алюминием или с другими металлами и контактные поверхности в болтовых и заклепочных соединениях должны быть подвергнуты дополнительной защите от коррозии в дополнение к той защите, которая предусмотрена для противодействия общей коррозии алюминиевых деталей конструкций.
Классификация условий эксплуатации
По отношению к защите от коррозии соединений алюминиевых конструкций условия окружающей среды подразделяются на следующие девять категорий атмосферы (таблица D.2 в [1]):
- сельская, сухая незагрязненная;
- сельская, умеренно загрязненная;
- промышленная городская, умеренно загрязненная;
- промышленная/городская, сильно загрязненная;
- морская, непромышленная;
- морская, умеренно загрязненная;
- морская, сильно загрязненная;
- погружение в пресную воду;
- погружение в морскую воду.
Материалы в соединениях алюминиевых конструкций по Еврокоду 9
В таблице D.2 Еврокода 9 представлены рекомендации по защите от коррозии материалов в контакте друг с другом в соединениях алюминиевых конструкций.
Материалы в контакте:
- алюминий с алюминием;
- алюминий с нержавеющей сталью;
- алюминий с оцинкованной сталью.
Материалы крепежа в соединениях:
- алюминиевые сплавы;
- нержавеющая сталь;
- оцинкованная сталь.
Ниже для ясности рассмотрим только самый распространенный случай соединений в алюминиевых конструкциях – соединение «алюминий-алюминий» с применением крепежа из алюминиевых сплавов, нержавеющей стали и оцинкованной стали.
Защита от коррозии контактных поверхностей в соединении «алюминий-алюминий»
Условия эксплуатации, атмосфера:
- сельская, сухая незагрязненная;
- сельская, умеренно загрязненная.
Степень защиты 0:
- не требуется никакой защиты от коррозии.
Условия эксплуатации, атмосфера:
- промышленная городская, умеренно загрязненная;
- морская, непромышленная;
- морская, умеренно загрязненная.
Степень защиты 0/Х:
- защита от коррозии может потребоваться для соединений, которые могут накапливать грязь и влагу.
Условия эксплуатации, атмосфера:
- промышленная/городская, сильно загрязненная;
- морская, сильно загрязненная;
- погружение в пресную воду;
- погружение в морскую воду.
Степень защиты Х:
- между контактными поверхностями не должно быть никаких щелей, в которые может проникать вода.
- обе контактные поверхности, включая отверстия под болты и заклепки, должны иметь покрытие из грунтовки или герметика, которое выходит за пределы контакта.
- контактные поверхности должны быть сомкнуты пока защитное покрытие еще влажное.
Защита от коррозии крепежа в соединениях «алюминий-алюминий»
Алюминиевый и нержавеющий крепеж
Условия эксплуатации, атмосфера:
- сельская, сухая незагрязненная;
- сельская, умеренно загрязненная;
- промышленная городская, умеренно загрязненная.
Защитная обработка 0:
- не требуется никакой дополнительной защиты.
Условия эксплуатации, атмосфера:
- промышленная/городская, сильно загрязненная;
- морская, непромышленная;
- морская, умеренно загрязненная;
- морская, сильно загрязненная;
- погружение в пресную воду;
- погружение в морскую воду.
Защитная обработка 1:
- между головками болтов, гаек и всеми крепежными изделиями должны быть установлены инертные шайбы или специальные составы для предотвращения проникновения влаги между соединяемыми компонентами и крепежными изделиями.
Крепеж из оцинкованной стали
Условия эксплуатации:
- сельская, сухая незагрязненная .
Защитная обработка 0:
- не требуется никакой дополнительной защиты.
Условия эксплуатации:
- сельская, умеренно загрязненная.
Защитная обработка 2:
- если металлы в соединении не имеют защитного покрытия, то головки болтов, гайки и заклепки, а также поверхность вокруг них должны быть защищены хотя бы одним слоем грунтовки. Все щели в соединении должны быть загерметизированы.
Условия эксплуатации, атмосфера:
- промышленная городская, умеренно загрязненная;
- промышленная/городская, сильно загрязненная;
- морская, непромышленная;
- морская, умеренно загрязненная;
- морская, сильно загрязненная;
- погружение в пресную воду;
- погружение в морскую воду.
Защитная обработка 1 и 2:
- Между головками болтов, гаек и всеми крепежными изделиями должны быть установлены инертные шайбы или специальные составы для предотвращения проникновения влаги между соединяемыми компонентами и крепежными изделиями.
- Если металлы в соединении не имеют защитного покрытия, то головки болтов, гайки и заклепки, а также поверхность вокруг них должны быть защищены хотя бы одним слоем грунтовки. Все щели должны быть загерметизированы
заключение
- Контактные поверхности в соединении «алюминий-алюминий» в условиях сельской атмосферы, незагрязненной и умеренно загрязненной, не требуют защиты от коррозии.
- Контактные поверхности в соединении «алюминий-алюминий» в условиях умеренно загрязненных промышленной городской и морской атмосфер могут потребовать защиты от коррозии, если эти соединения накапливают грязь и влагу.
- Контактные поверхности в соединении «алюминий-алюминий» в условиях сильно загрязненных промышленной городской и морской атмосфер требуют обязательной защиты от коррозии.
- Алюминиевый и нержавеющий крепеж в соединениях «алюминий-алюминий» в условиях эксплуатации сельской и умеренно загрязненной промышленной атмосферах не требует никакой дополнительной защиты от коррозии.
- Алюминиевый и нержавеющий крепеж в соединениях «алюминий-алюминий» в условиях эксплуатации от сильнозагрязненной промышленной атмосферы до погружения в морскую воду требует обязательной защитной обработки. Эта обработка заключается в том, что между головками болтов, гаек и всеми крепежными изделиями устанавливают инертные шайбы или специальные составы для предотвращения проникновения влаги между соединяемыми металлами и крепежными изделиями.
- Крепеж из оцинкованной стали в соединениях «алюминий-алюминий»:
— не требует защиты от коррозии только в условиях сухой сельской атмосферы;
— уже в условиях умеренно загрязненной сельской атмосферы требует защиты от коррозии в виде грунтовки или окраски;
— в условиях эксплуатации от умеренно загрязненной промышленной городской атмосферы до погружения в морскую воду требует максимальной защиты от коррозии по обработкам 1 и 2.
