Скорость коррозии трубопроводов

ТрубыЦинк, алюминий, олово, свинец устойчивы против коррозии в нейтральной среде, но легко разрушаются в щелочных и кислых средах. Для каждого металла имеется определенное значение рН, при котором скорость его коррозии минимальна, например для стали— 14, цинка — 10, алюминия — 7.
Скорость коррозии трубопроводов в значительной степени зависит от температуры транспортируемой воды. Это связано с тем, что с повышением температуры увеличивается скорость диффузии агрессивных веществ к поверхности металла и повышается растворимость продуктов коррозии. Некоторые металлы при повышении температуры меняют свой электродный потенциал. Например, изменение потенциала в положительную сторону у цинка происходит с повышением температуры быстрее, чем у железа. Поэтому при тем пературе воды более 70 °С железо имеет более электроотрицательный потенциал по сравнению с цинком. Это опасно для оцинкованных труб, так как цинковое покрытие не только перестанет быть защитой для стальных трубопроводов, но в местах нарушения сплошности цинкового покрытия железо в паре с цинком образуют гальваническую пару, где в качестве анода будет железо, скорость коррозии которого увеличится. Этим, в частности, вызвано ограничение температуры горячей воды, транспортируемой по оцинкованным трубам.

Грунты

grunt

В зависимости от характеристики скелета грунта коррозионные процессы протекают с разной интенсивностью. Особенно сильная коррозия подземных металлических конструкций наблюдается в торфянистых, болотистых грунтах, имеющих рН<3. Черноземы, содержащие органические кислоты, агрессивны к стальным конструкциям, Одна из наиболее агрессивных почв — подзол, в которой скорость коррозии, например стали, в 5 раз выше, чем в других грунтах.
На скорость коррозии подземных металлических конструкций значительное влияние оказывают микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Микроорганизмы могут воздействовать на катодные или анодные электрохимические процессы, придавать почвам агрессивные свойства, разрушать защитные покрытия металлоконструкций. Биокоррозия может протекать в аэробных (при доступе кислорода) или анаэробных (при отсутствии кислорода) условиях. Например, биокоррозия в присутствии серобактерий протекает в аэробных условиях.

Коррозия подземных конструкций

При резких колебаниях давления в инженерных системах разрушается не только защитная пленка, но и металлическая поверхность. Это явление называют кавитационной эрозией. Агрессивные среды способствуют разрушению металла кавитационной эрозией.
Агрессивные свойства грунта определяются его пористостью, влажностью, степенью аэрации, электропроводностью, а также наличием растворенных солей. В зависимости от этого грунты классифицируют на высоко- и среднекоррозионные, а также инертные.
Пористые грунты способны сохранять влагу в течение длительного времени и хорошо проницаемы для Кислорода и других газов, поэтому скорость коррозии во влажных пористых грунтах в начальный момент высокая, В дальнейшем продукты коррозии могут тормозить процесс коррозионного разрушения.
Влажность грунтов влияет на скорость коррозии двояко. Максимальная скорость коррозии подземных конструкций отмечается при влажности грунтов 16… 25%. При дальнейшем увеличении влажности поры грунта полностью насыщаются водой, что затрудняет доступ кислорода к металлу конструкции, и коррозионный процесс замедляется вследствие торможения катодного процесса.

Породы с крупными порами

Породы с крупными порами или с малым содержанием кальция рекомендуется обрабатывать методом аванфлюатирования. В этом случае поверхность материала каменной конструкции предварительно пропитывают раствором хлористого кальция, а после просушки наносят раствор карбоната натрия, в результате чего образуется нерастворимый карбонат кальция, который уплотняет поверхностный слой материала.
Последующее нанесение флюатов сопровождается бурной реакцией между магниевой солью и карбонатом кальция.
Аналогичная реакция флюатирования может протекать между гидроксидом кальция и флюатом.
В некоторых случаях для повышения коррозионной стойкости материала конструкции рекомендуется последовательно пропитывать его жидким стеклом и хлористым кальцием (силикатизация). Аналогичного эффекта уплотнения можно достичь путем инъецирования в материал карбамидных или эпоксидных смол с отвердителем.

Бетонные и железобетонные конструкции

Бетонные и железобетонные конструкции могут разрушаться также в результате химической коррозии. При этом агрессивные газы присутствуют в атмосфере или являются отбросами производственных процессов, происходящих в здании. Газы, соединяясь с парами воды, образуют растворы агрессивных кислот, щелочей и другие агрессивные соединения, ускоряющие коррозию строительных конструкций. Как отмечалось ранее, диоксид углерода при определенных условиях, вступая во взаимодействие с гидроксйдом кальция, образует карбонат кальция, который уплотняет бетон, уменьшая площадь его контакта с агрессивной средой.
Микробиологическая коррозия бетонных и железобетонных конструкций чаще всего вызывается жизнедеятельностью динитрифицирующих бактерий, которые, окисляя сферу, образуют серную кислоту. Значительно снижают прочность бетонных и железобетонных конструкций анаэробные азотнофиксирующие бактерии, образующие масляную кислоту.