ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные закономерности коррозионных процессов и методы из "Обеспечение безопасной эксплуатации разветвленной сети подземных технологических трубопроводов " содержащий растворённые в воде химические реагенты, обладает ионной электропроводностью. Это делает его коррозионно-активным электролитом по отношению к металлическим конструкциям. В большинстве случаев, за исключением сухих грунтов, подземная коррозия металлов протекает по электрохимическому механизму [44, 60, 70, ПО, 112]. [c.26] Наиболее характерным катодным процессом при грунтовой коррозии является кислородная деполяризация. В сильнокислых грунтах может наблюдаться водородная деполяризация, но, как правило, в большинстве грунтов она не встречается [31]. [c.26] Поскольку образование ржавчины на поверхности железа или углеродистой стали есть процесс взаимодействия ионизированного железа с водой терминологически в дисциплине Водоснабжение слой ржавчины принято называть коррозионными отложениями. [c.26] Так как объем гидратированных продуктов коррозии значительно больше объема растворившегося металла, на месте растворения металла происходит накопление продуктов коррозии. [c.27] В целом ряде случаев срок удовлетворительной работы стальных трубопроводов водоснабжения составляет 4-6 лет [61]. [c.28] Однако интенсивность почвенной коррозии намного меньше, чем коррозия блуждающими токами. [c.28] Поскольку рельсовый путь не изолирован от грунта, то земля оказывается для блуждающих токов шунтирующим проводником, по которому протекает часть общего тока. Растекаясь в земле и встречая на своём пути металлические сооружения, удельное сопротивление которых значительно ниже удельного сопротивления земли, блуждающие токи натекают на них, стекая затем в зоне, близкой к отсасывающему пункту, и возвращаются через грунт в рельсы. Так как контактный провод подсоединён к плюсовой шине тяговой подстанции, а рельс - к отрицательной, то в местах выхода тока из рельса в землю на нём образуется анодная зона, и ток, стекая, разрушает подошву рельса и крепёжные костыли. В том месте, где блуждающие токи натекают на трубопровод, они вызывают его катодную поляризацию, а в местах стекания тока происходит анодная поляризация металла трубы, которая обусловливает коррозию трубы. Таким образом, в зонах действия блуждающих токов потенциал трубопровода смещается в анодных зонах в положительном направлении, в катодных - в отрицательном [14]. [c.28] Процесс коррозии наружной поверхности водопроводов и газопроводов имеет общую специфику, поскольку способ их подземной прокладки в большинстве случаев одинаков. [c.28] Металлы имеют определённую структурную неоднородность. Наличие на металле деформированных участков, шероховатостей, царапин, повреждений обусловливают неоднородность поверхности [71, 75]. [c.29] Грунты также характеризуются гетерогенностью строения и свойств в микромасштабе (наличие отдельных микроструктурных составляющих грунта, газовых пустот, влаги) и в макромасштабе (чередование грунтов с различными свойствами). [c.29] Неоднородность любого их этих факторов обусловит образование гетерогенных электродов, на поверхности которых имеются области преимущественно анодных и преимущественно катодных реакций. [c.29] Условия работы подземного теплопровода в значительной мере отличаются от других инженерных сетей. Все теплопроводы в силу наличия горячей воды переменной температуры связаны с постоянными перемещениями вдоль оси и испытывают температурные напряжения. Кроме того, подающий теплопровод большую часть года работает с температурой, считающейся наиболее опасной по коррозионным условиям (70-85 °С) [24]. [c.29] Необходимость защиты теплоизоляционного покрытия от разрушения и обеспечение температурной компенсаций труб приводит к значительному усложнению конструкции теплопроводов, прокладываемых вследствие этого полностью или частично в каналах, тоннелях или защитных оболочках. Вместе с тем наличие целого ряда конструктивных элементов, характерных для тепловых сетей, обусловливает возможность образования многочисленных локальных участков коррозионных разрушений, способствует усилению коррозии блуждающими токами. Например, вследствие различных потенциалов стали в грунте и бетоне могут возникать макрокоррозионные пары между трубопроводом и стальными элементами опорных конструкций или арматурой стенок канала, между отдельными участками трубопровод. [c.29] В подавляющем большинстве случаев наружная коррозия имеет характер отдельных, сравнительно небольших по площади очагов при наличии на остальных участках сплошной равномерной и сравнительно небольшой коррозии. В отсутствие опасных потенциалов блуждающих токов характер мест повреждений позволяет считать, что интенсивная местная коррозия незащищённой покрытиями поверхности трубы происходит вследствие периодически частого доступа влаги (точнее кислорода в ней). Этот процесс имеет место как в беска-нальных прокладках, так и в канальных при затоплении их водой и особенно при заносе грязью. Трубопровод, полностью погружённый в воду, подвергается более медленной коррозии, нежели находящийся во влажной тепловой изоляции. Переменный нагрев теплопровода приводит к перемещению влаги в слое изоляции, увеличению доступа кислорода и, следовательно, интенсификации процесса коррозии. Повышение температуры теплоносителя от 20 до 75 °С приводит к увеличению скорости коррозии стали в контакте с минеральной ватой в 4-5 раз. С дальнейшем ростом температуры теплоносителя до 100 °С скорость коррозии резко снижается, что связано с подсушиванием контактного слоя тепловой изоляции и деаэрацией воды. Таким образом, наиболее желательным для замедления процессов наружной коррозии подземных теплопроводов был бы тепловой режим работы сетей с минимальной температурой в 95-100 °С [8]. [c.30] Для эффективной защиты подземных сооружений от коррозии блуждающими токами также необходим комплекс мероприятий, включающий пассивные и активные меры защиты. К первым относятся меры, проводимые ещё на стадии проектирования и строительства выбор оптимальной трассы трубопровода, удаление подземных сооружений друг от друга и особенно от рельсовой сети электрифицированного транспорта, применение в местах их сближений и пересечения надёжной локальной изоляции, а также устройство специальных коллекторов. К активным методам защиты подземных сооружений от коррозии относятся электрохимическая защита путём катодной поляризации трубопровода [51]. [c.31] Если рассматривать типы подземных трубопроводов с позиций надёжности, то несомненный приоритет получит совместная прокладка в городских коллекторах теплопроводов, водопроводов и кабельных линий. Общая стоимость сооружения городских коллекторов равна стоимости обычной прокладки кабелей и труб, причём стоимость теплопроводов обходится по цене прокладки в полупроходных каналах. [c.31] Одной из наиболее важных мер по защите подземных металлических сооружений от коррозии является нанесение на наружную поверхность трубопровода специальных изолирующих покрытий. Стальные трубопроводы, прокладываемые непосредственно в земле на территории производственных объектов и промышленных площадках, в зоне блуждающих токов, должны иметь весьма усиленные защитные покрытия независимо от коррозионной активности грунта. В зависимости от используемых материалов полимерные защитные покрытия могут быть мастичные (битумные или каменноугольные), экструдированные из расплава, оплавляемые на трубах из порошков, накатываемые на трубы из эмалей, из липких или наклеиваемых на трубу лент. [c.31] На стальные трубы водопроводов защитные покрытия наносятся в базовых условиях. Непосредственно на месте укладки труб защитные покрытия наносят лишь на мелкие фасонные части, сварные стыки и при исправлении незначительных повреждений защитного покрытия. [c.32] В качестве покрытий для подземных теплопроводов используются силикатные эмали марок 64/64 и 105Т, наносимые на трубы способом индукционного нагрева (слой шликера и два слоя эмали), а также температуроустойчивый изол - два слоя на холодной изольной мастике того же состава. Однако указанные два способа пассивной антикоррозионной защиты не могут быть признаны достаточными изол по своей долговечности, эмаль - ввиду сложности работы на трассе. [c.32] Защита антикоррозионными покрытиями нужна и для большинства применяемых и разработанных бесканальных конструкций подземных теплопроводов, таких как прокладки в керамзитобитуме, керамзитобетоне и т.д. Несколько особняком стоят в этом ряду бесканальные прокладки в монолитном армопенобетоне и в засыпном асфальтите. В этих конструкциях теплоизоляционный слой может являться одновременно и антикоррозионным покрытием [8, 24]. [c.32] Вернуться к основной статье