При строительстве домов и ремонте автомобилей часто используют сварку. Но она разрушает защитное покрытие металла, поэтому несущие конструкции зданий и машины могут ржаветь. Для борьбы с коррозией используют различные методы защиты, но не все из них эффективны и экономически выгодны. Некоторые из них можно применять только в производственных условиях. Ученые Пермского Политеха разработали прототип мобильного устройства, с помощью которого можно наносить защитные цинковые покрытия на месте монтажа зданий и ремонта автомобилей. Исследование выполнено в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Разработка перспективна для внедрения в компаниях, которые используют металлоконструкции в застройке и благоустройстве городских территорий, а также на станциях техобслуживания машин и в автосервисах. Метод защиты позволит заменить зарубежные антикоррозионные лакокрасочные составы, считают исследователи.
— По данным аналитического агентства «АВТОСТАТ», в 2021 году общий объем российского рынка сервисных услуг для легковых автомобилей превысил 680 млрд рублей. Каждый год в нашей стране происходит рост автомобилизации, поэтому качественный кузовной ремонт достаточно актуален. Коррозия также может привести к разрушению зданий и сооружений. Это происходит из-за их несвоевременного обслуживания и ремонта, а также недостаточно качественной защиты конструкций. Поэтому мы предложили использовать устройство, с помощью которого можно наносить цинковое покрытие сразу после монтажа или ремонта, — рассказывает автор проекта, магистрант Пермского Политеха, инженер промышленного и гражданского строительства Максим Казаков.
Компактное устройство работает автономно до 8 часов. Оно включает корпус для источника тока с выбором режимов работы; рукоятку, которая подает электролит к цинковому наконечнику, и зажим для соединения устройства с поверхностью металла. Первый режим работы обеспечивает лучшее «сцепление» первого слоя цинка с металлом, а второй ускоряет нанесение следующих слоев.
Ученые провели серию экспериментов, чтобы подтвердить работоспособность устройства и качество полученных покрытий. Они нанесли «защиту» на подготовленные образцы в виде металлических пластин и получили цинковый слой серебристо-серого цвета с голубым оттенком толщиной около 35 мкм. Качество покрытия разработчики оценили по требованиям ГОСТ. Затем исследователи сравнили его с лакокрасочными покрытиями и покрытиями, полученными в результате холодного цинкования. Для этого они провели их испытания на стойкость.
В результате на образце, который получили пермские ученые, не было повреждений, образовался только дополнительный тонкий слой защитного покрытия в виде оксида цинка. На поверхности других покрытий появились дефекты, которые составили от 5 до 18 %.
— Нанесение покрытия с помощью нашего устройства показало более высокие результаты. В отличие от других способов защиты, электролитический метод более экономичен и позволяет сократить расход цинка. Наша разработка поможет сделать его более доступным для пользователей, — поясняет научный консультант проекта, старший преподаватель кафедры строительного производства и геотехники Пермского Политеха, инженер промышленного и гражданского строительства Алла Гришина.
Чтобы обеспечить эффективную защиту конструкций от повреждений, ученые рекомендуют использовать электролитический метод с помощью нового устройства совместно с лакокрасочным покрытием.
По словам разработчиков, цена за готовое устройство составит около 10-15 тысяч рублей.
Для справки
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.