Защита от коррозии соединений алюминиевых строительных конструкций

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

1. Контактные поверхности в соединении «алюминий-алюминий» в условиях сельской атмосферы, незагрязненной и умеренно загрязненной, не требуют защиты от коррозии.
2. 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.
3. Контактные поверхности в соединении «алюминий-алюминий» в условиях сильно загрязненных промышленной городской и морской атмосфер требуют обязательной защиты от коррозии.
4. Алюминиевый и нержавеющий крепеж в соединениях «алюминий-алюминий» в условиях эксплуатации сельской и умеренно загрязненной промышленной атмосферах не требует никакой дополнительной защиты от коррозии.
5. 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.
6. 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.