Защита алюминия от коррозии по Еврокоду 9

Стандарт EN 1999, который часто называют «Еврокод 9», применяется к проектированию конструкций из алюминиевых сплавов для зданий и гражданских сооружений. Этот стандарт соответствует принципам и требованиям по безопасности и эксплуатационной пригодности конструкций, исходным данным для их проектирования и проверкам, которые указаны в стандарте EN 1990 — Основы проектирования строительных конструкций.

1 Еврокод 9

Стандарт EN 1999 рассматривает требования к алюминиевым строительным конструкциям по прочности, эксплуатационной пригодности, долговечности и огнестойкости

Стандарт EN 1999-1-1 – первая часть стандарта EN 1999 – определяет основные правила для проектирования конструкций из деформируемых алюминиевых сплавов, а также, в ограниченном объеме, по применению в строительстве алюминиевых отливок.

См. Еврокод 9: строительные деформируемые алюминиевые сплавы
См. Еврокод 9: применение в строительстве алюминиевых отливок

Ниже представлен обзор рекомендаций Еврокода 9 по защите алюминиевых строительных конструкций от коррозии.

2 Долговечность алюминиевых сплавов по Еврокоду 9

Еврокод 9 связывает долговечность строительных конструкций с их стойкостью к климатическим воздействиям окружающей среды, в первую очередь, коррозионным воздействиям. Все алюминиевые сплавы, которые Еврокод 9 рекомендует для применения в строительных конструкциях, разделяются по долговечности на три класса: А, В и С. Класс А соответствует самой высокой долговечности, класс С – самой низкой. Эти классы применяются для определения необходимости защиты этих сплавов от коррозии, а также степени этой защиты.

Таблица 1 – Классы долговечности деформируемых алюминиевых сплавов

Таблица 2 – Классы долговечности литейных алюминиевых сплавов

Конструкции, которые включают несколько алюминиевых сплавов, включая и присадочные металлы в сварных швах, класс долговечности устанавливается по наименьшему из составляющих классов долговечности.

3 Виды коррозии алюминиевых сплавов

Техническая документация на изготовление строительных конструкций должна описывать тип и объем защиты алюминиевых материалов от коррозии. Тип защиты от коррозии должен соответствовать основным механизмам коррозии алюминиевых изделий, таким как:

поверхностная коррозия,
гальваническая коррозия,
щелевая коррозия и
коррозия от взаимодействия с другими строительными материалами.

Щелевая коррозия может возникнуть в любом типе щели, в том числе, между металлом и пластиком. Коррозия может быть спровоцирована особыми условиями строительства, например, если медная крыша устанавливается по алюминиевым элементам.

При выборе правильной защиты от коррозии необходимо принимать во внимание следующие соображения:

Органические покрытия (жидкие и порошковые) в определенной степени поддаются ремонту путем подкрашивания или подчистки.
Анодированные детали требуют очень бережного обращения во время транспортировки и строительства. Поэтому для них необходимо использовать защитные пленки.
Анодное оксидирование и органическое покрытие в большинстве случаев эквивалентны друг другу в качестве защитных покрытий. Выбор одного или другого защитного покрытия в каких-либо особых условиях будет зависеть от типа коррозионного воздействия окружающей среды, например, кислотного или щелочного.
В качестве краткосрочной защиты от коррозии или защиты от коррозии в районах с относительно чистой атмосферой применяют пассивацию поверхности алюминиевых изделий и деталей, например, химическое оксидирование алюминия.

4 Рекомендации по защите от коррозии строительного алюминия

В таблице 3 даны рекомендации по защите от коррозии для этих трех классов долговечности – А, В и С – в зависимости от среды их эксплуатации

Таблица 3 – Рекомендации по защите алюминиевых сплавов от общей коррозии для различных сред их эксплуатации и классов долговечности

0        Обычно нет необходимости в защите от коррозии
Pr    Обычно требуется защита от коррозии, кроме особых условий (см. п. 5)
(Pr)   Необходимость защиты от коррозии зависит от особых условий (см. п. 5)
NR     Погружение в морскую воду не рекомендуется
1)       Для сплава 7020 требуется защита от коррозии зоны термического влияния
сварки, если после сварки не было термической обработки
2)       Если термическая обработка сплава 7020 после сварки не проводилась, то
необходимость защиты от коррозии зоны термического влияния сварки нужно
проверить в отношении особых условий (см. п. 5)

5 Особые условия для назначения коррозийной защиты

Могут возникать локальные условия с более жестким или более слабым коррозионным воздействием на всю конструкцию или ее часть. Поэтому при определении степени коррозионного воздействия в таблице 3 необходимо тщательно изучить их условия эксплуатации на предмет их соответствия пунктам 5.1-5.3 этого раздела.

5.1 При выборе соответствующей колонки в таблице 3 для данной атмосферы необходимо принимать во внимание возможное наличие местных отличий в рамках того региона. Бывает, что отдельные регионы имеет различные локальные «микроклиматы», которые существенно отличающиеся от характеристик окружающей среды, типичных для региона в целом. Так, регион, обозначенный как «сельский», может иметь участки, где наружный воздух больше ближе к промышленной атмосфере, если он находятся рядом с промышленными предприятиями или ветер часто дует от этих предприятий их сторону.

Аналогично, участок, находящийся рядом с морем, но расположенный рядом с береговыми сооружениями, может, при соответствующих преобладающих ветрах, иметь характеристики скорее промышленной, а не морской атмосферы. Кроме того, окружающая среда для конструкции, находящейся внутри строения, не обязательно будет такой же, как для конструкции, находящейся снаружи.

5.2 Возникновение коррозии зависит не только от восприимчивости к ней материала и общих климатических условий. На практике появление коррозии чаще определяется периодом времени, в течение которого в окружающей среде присутствует влага в сочетании с накоплением на элементах конструкции загрязнений и коррозионных веществ. Те элементы или детали конструкции, на которых эти загрязнения скапливаются или задерживаются, являются более критичными с точки зрения коррозии, чем те детали, которые дождь очищает поверхность, а ветер быстро ее высушивает. Это означает, что следует избегать в строительных конструкциях закрытых ниш, которые плохо проветриваются. Необходимо также избегать образования различных «карманов», в которых может оставаться вода, или такие карманы должны иметь эффективный дренаж.

5.3 При определении потребности и степени необходимой защиты от коррозии следует принимать во внимание расчетный срок службы строительной конструкции. Для конструкций с коротким сроком
службы вполне можно обойтись менее строгими мерами или вообще без них.

Часто возникновение коррозии может быть обнаружено на ранних стадиях в результате плановой проверки или технического обслуживания, что дает возможность вовремя принять соответствующие меры. В таких случаях начальный уровень выполняемой защиты от коррозии может быть был невысоким. В то же время, там, где проведение проверок практически нереально и признаки коррозионного воздействия обнаружить невозможно, начальный уровень защиты должен быть более высоким.

6 Химическое оксидирование как защита от коррозии

Там, где используются полые алюминиевые элементы конструкции, например, полые алюминиевые профили, необходимо рассмотреть необходимость защиты от коррозии внутренней полости. Так как окрашивать такие элементы конструкции трудно, лучше будет использовать химическое конверсионное покрытие, например, которое применяют для подготовки поверхности алюминиевых профилей перед порошковой окраской.

Если же внутренняя полость надежно защищена от воды и влажного воздуха, или, если в полости работает надежный дренаж воды и проветривание, то защита от коррозии такой полости может и не понадобиться.

Источник: Европейский стандарт EN 1999-1-1: 2014