Причины возникновения ржавчины и защита от коррозии трубопроводов. Защита от коррозии трубопроводов

47. Основные способы защиты трубопроводов от коррозии

Коррозия – это процесс, вызывающий разрушение металла или изменение его свойств в результате химического либо электрохимического воздействия окружающей среды.

Все способы, продляющие срок службы трубопровода, можно условно разделить на две группы.

- Введение ингибиторов коррозии. Введение в металл компонентов, повышающих коррозионную стойкость. Метод применяется на стадии изготовления металла. Одновременно из металла удаляются примеси, понижающие коррозионную устойчивость.

- Применение изоляционных покрытий - заключается в нанесении на поверхность трубы защитного изоляционного покрытия на основе битума, полимерных лент или напыленного полимера. Изоляционные покрытия должны обладать сплошностью, высокой диэлектрической способностью, адгезией, механической прочностью, водонепроницаемостью, эластичностью, биостойкостью, термостойкостью, долговечностью и недифицитностью.

В зависимости от используемых материалов различают:

-мастичные покрытия (битумные и асфальто-смолистые мастики)

- полимерные (ленты, экструдированный полиэтилен, тремоусаживающиеся материалы, полиуретановые мастики. Эпоксидные смолы и краски)

- комбинированные («Пластобит» на битумную мастику наносится ПВХ пленка, «Армопластобит» отличается армированием стеклосетки; битумно-полимерные изоляционные ленты)

- Катодная защита: положительный полюс источника постоянного тока (анод) подключается к специальному анодному заземлителю, а отрицательный (катод) – к ТП. Под воздействием электрического поля начинается движение электронов от анодного заземлителя к защищаемому сооружению. Теряя электроны, атомы металла анодного заземлителя переходят в виде ионов в раствор почвенного электролита, то есть анодный заземлитель разрушается. На катоде (трубопроводе) наблюдается избыток свободных электронов (восстановление металла защищаемого сооружения).

- Протекторная защита: Принцип действия протекторной защиты аналогичен гальванической паре. Два электрода – трубопровод и протектор (изготовленный из более электроотрицательного металла, чем сталь) соединяются проводником. При этом возникает разность потенциалов, под действием которой происходит направленное движение электронов от протектора-анода к трубопроводу-катоду. Таким образом, разрушается протектор, а не трубопровод.

- дренажная защита: Электродренажная защита предназначена для защиты трубопровода от блуждающих токов. Источником блуждающих токов является электротранспорт, работающий по схеме «провод–земля». Если поблизости находится трубопровод с нарушенной изоляцией, ток проходит по трубопроводу до тех пор, пока не будет благоприятных условий для возвращения к минусовой шине тяговой подстанции. В месте выхода тока трубопровод разрушается. Разрушение происходит за короткое время, поскольку блуждающий ток стекает с небольшой поверхности. Электродренажной защитой называется отведение блуждающих токов от трубопровода на источник блуждающих токов или специальное заземление

studfiles.net

Защита от коррозии стальных труб

Хотите узнать, какая наиболее эффективная защита от коррозии стальных труб? Металлические трубы в процессе эксплуатации подвергаются постоянному воздействию различных неблагоприятных факторов. Для решения этой проблемы специально разработана комплексная защита трубопроводов от коррозии по СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

Методы борьбы с коррозией

В этой статье читателю предложена подробная инструкция, в которой детально описаны основные принципы выполнения антикоррозионной защиты для металлических изделий. Я расскажу как защитить от коррозии любую металлическую поверхность.

Классификация вредоносных факторов

По механизму возникновения и степени разрушающего воздействия все вредоносные факторы условно можно разделить на несколько видов.

Атмосферная коррозия возникает при взаимодействии железа с водяным паром, который содержится в окружающем воздухе, а также в результате прямого контакта с водой при выпадении атмосферных осадков. В процессе протекания химической реакции образуется оксид железа, или проще говоря, обычная ржавчина, которая существенно снижает прочность металлических изделий, а со временем может привести к их полному разрушению.

Химическая коррозия возникает в результате взаимодействия железа с различными активными химическими соединениями (кислоты, щелочи и пр.). При этом протекающие химические реакции приводят к образованию других соединений (соли, оксиды и пр.), которые также как и ржавчина, постепенно разрушают металл.
Электрохимическая коррозия возникает в тех случаях, когда железное изделие длительное время находится в среде электролита (водный раствор солей различной концентрации). При этом на поверхности металла образуются анодные и катодные участки, между которыми протекает электрический ток. В результате электрохимической эмиссии частицы железа переносятся из одного участка в другой, что приводит к разрушению металлического изделия.
Воздействие отрицательных температур в тех случаях, когда трубы используются для транспортировки воды, приводит к ее замерзанию. При переходе в твердое агрегатное состояние, в воде образуется кристаллическая решетка, в результате чего ее объем увеличивается на 9%. Находясь в замкнутом пространстве, вода начинает давить на стенки трубы, что в конечном итоге приводит к их разрыву.

Обратите внимание!

Существенная разница среднегодовых и среднесуточных температур приводит к значительным колебаниям общей длины трубопровода, которые вызваны линейным тепловым расширением материала. Чтобы не допустить разрыва труб и повреждений несущих конструкций, через определенное расстояние на линии необходимо устанавливать тепловые компенсаторы.

Анализ почвы

Для того чтобы выбрать наиболее эффективный метод защиты, необходимо иметь точные сведения о характере окружающей среды и конкретных условиях эксплуатации стального трубопровода. В случае прокладки внутренней или воздушной линии эту информацию можно получить на основе субъективных наблюдений, а также исходя из среднегодового климатического режима для данного региона.

В случае укладки подземного трубопровода, коррозионная стойкость и долговечность металла во многом зависят от физических параметров и химического состава грунта, поэтому перед тем как рыть траншею своими руками, необходимо сдать образцы почвы на анализ в специализированную лабораторию.

Важнейшими показателями, которые нужно выяснить в процессе анализа, являются следующие качества грунта:

Химический состав и концентрация солей различных металлов в грунтовых водах. От этого показателя во многом зависит плотность электролита и электрическая проницаемость почвы.
Качественный показатель кислотности почвы, которая может вызывать как химическое окисление, так и электрохимическую коррозию металла.
Электрическое сопротивление земли. Чем ниже значение электрического сопротивления, тем в большей степени металл подвержен разрушительному воздействию, вызванному электрохимической эмиссией.

Обратите внимание!

Для получения объективных результатов анализа, образцы почвы необходимо извлекать с тех слоев грунта, в которых будет проходить трубопровод.

Защита от воздействия низких температур

В случае подземной или воздушной прокладки водопроводных и канализационных сетей, важнейшим условием их бесперебойной эксплуатации является защита труб от замерзания и сохранение температуры воды на уровне не ниже 0°С в холодное время года. Для снижения отрицательного воздействия температурного фактора окружающей среды, применяются следующие технические решения:

Прокладка подземного трубопровода на глубине, превышающей максимальную глубину промерзания грунта для данного региона.
Теплоизоляция воздушных и подземных линий при помощи различных материалов с низкой теплопроводностью (минеральная вата, пенопластовые сегменты, пенопропиленовые рукава).

Обратная засыпка траншеи трубопровода сыпучим материалом с низкой теплопроводностью (керамзит, каменноугольный шлак).
Дренирование прилежащих слоев грунта с целью снижения его теплопроводности.
Прокладка подземных коммуникаций в жестких закрытых коробах из армированного железобетона, которые обеспечивают наличие воздушной прослойки между трубой и грунтом.

Наиболее прогрессивный метод того, как защитить трубы от замерзания заключается в использовании специального кожуха, состоящего из оболочки, выполненной из теплоизоляционного материала, внутри которой уложен электрический нагревательный элемент.

Обратите внимание!

Глубина промерзания грунта для каждого конкретного региона, а также методика ее расчета регламентируется нормативными документами СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» и СНиП 23-01-99* «Строительная климатология».

Наружное гидроизоляционное покрытие

Наиболее распространенным способом борьбы с коррозией металла является нанесение на его поверхность тонкого слоя прочного водонепроницаемого защитного материала.

Я приведу простые примеры:

Наиболее распространенным вариантом защитного покрытия является обычная водостойкая краска или эмаль. Например, защита газовой трубы, проходящей по воздуху, всегда выполняется при помощи атмосферостойкой эмали желтого цвета;
Подземные водопроводные и газопроводные коммуникации собираются из стальных труб, которые снаружи предварительно покрыты толстым слоем битумной мастики, а затем обернуты плотной технической бумагой:
Также высокую эффективность имеют покрытия из композитных или полимерных материалов;

Чугунные элементы канализационных коммуникаций изнутри и снаружи покрывают толстым слоем цементно-песчаного раствора, который после застывания образует однородную монолитную поверхность. Таким образом можно защитить опорные столбы для въездных ворот.

Чтобы правильно подобрать подходящий материал для наружного покрытия, необходимо знать, что антикоррозионная защита металла должна одновременно обладать несколькими качествами.

Лакокрасочное покрытие после высыхание должно иметь сплошную однородную поверхность, обладающую высокой механической прочностью и абсолютной устойчивостью к воздействию воды;
Защитная пленка гидроизоляционного материала, при указанных свойствах, должна быть эластичной и не разрушаться под воздействием высоких или низких температур;
Исходный материал для нанесения покрытия должен обладать хорошей текучестью, высокой укрывающей способностью, а также хорошей адгезией к поверхности металла;
Антикоррозионная обработка наносится на сухую очищенную поверхность металла;
Электропроводность. Еще одним показателем качественного изолирующего материала, является то, что он должен быть абсолютным диэлектриком. Благодаря этому свойству обеспечивается надежная защита трубопроводов от блуждающих токов, которые усиливают неблагоприятное воздействие электрохимической коррозии.

Обратите внимание!

Наиболее эффективными решениями для гидроизоляции металла принято считать составы на основе битумных смол, двухкомпонентные полимерные композиции, а также рулонные полимерные материалы на самоклеящейся основе.

Активная и пассивная электрохимическая защита

Подземные инженерные коммуникации в большей степени подвержены возникновению очагов коррозии, чем воздушные и внутренние трубопроводы, потому что постоянно находятся в среде электролита, который представляет собой раствор солей, содержащихся в составе грунтовых вод.

Для того чтобы свести к минимуму разрушающее воздействие, вызванное реакцией железа с водно-солевым раствором электролита, используются активные и пассивные методы электрохимической защиты.

Активный катодный метод заключается в направленном движении электронов в цепи постоянного электрического тока:

Для этого к отрицательному полюсу источника постоянного тока подключается трубопровод, а к положительному – анодный заземляющий стержень, который заглубляют в землю неподалеку;

После подачи напряжения, электрическая цепь замыкается через почвенный электролит, в результате чего свободные электроны начинают движение от заземляющего стержня к трубопроводу;
Таким образом, заземляющий электрод постепенно разрушается, а освободившиеся электроны вместо трубопровода вступают в реакцию с электролитом.

Пассивная протекторная защита трубопроводов заключается в следующем:

Рядом с железом в земле размещают электрод из более электроотрицательного металла, например цинка или магния;
Стальную трубу и электрод соединяют между собой электрически через контролируемую нагрузку;
В среде электролита они образуют гальваническую пару, которая в процессе реакции вызывает движение электронов от цинкового протектора к защищаемому трубопроводу.

3. Электродренажная защита также является пассивным методом, который выполняется путем подключения трубопровода к заземляющему контуру:

Подключение производится в соответствии с требованиями ПУЭ;
Такой способ помогает избавиться от возникновения блуждающих токов и применяется в случае расположения трубопровода поблизости контактной электросети наземного или рельсового транспорта.

Обратите внимание!

Наглядным примером пассивной протекторной защиты является всем известное цинковое покрытие изделий из железа, или проще говоря, оцинковка.

Заключение

Каждый из приведенных методов имеет свои преимущества и недостатки, поэтому использовать их нужно в зависимости от конкретных условий. В заключение мугу сказать лишь то, что независимо от выбранного способа, цена ремонта и замены трубопровода обойдется значительно дороже, чем стоимость самой сложной и трудоемкой защиты.

Рекомендую также посмотреть видео в этой статье, а все ваши вопросы можете написать в комментариях.

Другие статьи на нашем сайте

Похожее

stroymasterclass.ru

Коррозия трубопроводов - способы и методы их защиты

Коррозия трубопроводов представляет собой основную причину возникновения разгерметизации, в результате которой на поверхности трубы появляются трещины, разрывы и каверны. И поэтому, защита трубопроводов от коррозии является задачей не только строителей или изготовителей, но также специалистов создающих проекты и тех, кто будет ими пользоваться.

Трубы в ржавчине

Причиной возникновения ржавчины и коррозии на стальных резервуарах может стать неподходящий состав протекающей по ним жидкости, неправильное сочетание различных металлов, а также недостаточная борьба с коррозией и плохо подобранные способы протекции. Опасность коррозии заключается в том, что она может стать причиной течи трубопроводов. Выполнить ремонт труб, после повреждения можно только используя сварку.

Причины возникновения

Коррозия стальных подземных труб представляет собой явление, основной причиной которого можно назвать реакции электрохимического окисления металлов от их постоянного взаимодействия с влагой. В результате таких реакций, состав металла меняется на ионном уровне, покрывается ржавчиной, распадается и просто пропадает с поверхности.

На процесс окисления может оказывать влияние характер жидкости, которая течет по подземному трубопроводу отопления или свойства среды, в которых он расположен. Именно по этой причине, выбирая подходящие средства для борьбы с ржавчиной необходимо учитывать все особенности, предшествовавшие ее возникновению. В противном случае, ремонт при помощи сварки неизбежен.

Виды защиты

На сегодняшний день существует несколько различных методов для обработки подземных труб отопления от ржавчины и коррозии. Все они основаны на принципе специальной обработки, в процессе которой металл, из которого сделаны резервуары, вступает в реакцию с вводимыми веществами и растворами. В результате таких действий образуется специальная пленка, которая и обеспечивает защиту.

Можно выделить несколько основных видов антикоррозийных способов защиты:

обработка жидкости посредством реагентов химического характера;
обработка стенок;
блуждающий ток;
катодная;
анодная.

Обработка жидкости

Жидкость, которая протекает по трубопроводу, может иметь некоторые агрессивные качества. Агрессивный состав воды может стать следствием содержания в ней карбонатов, бикарбонатов или кислорода, которые становятся причиной того, что металл покрывается ржавчиной.

Выполнить качественную очистку стенок подземных труб или прочистить их полностью достаточно сложно технически. Основной задачей химической обработки воды является превращение ее состава из агрессивного в слабокальцирующий. Такая обработка подземных труб отопления от ржавчины зачастую сводиться к добавлению в воду соды, кальция или карбоната натрия.

На тех участках водопроводов, в которых вода может распределяться по отдельным точкам водозабора, ее дальнейшая обработка осуществляется при помощи добавления полифосфатов.

Антикоррозийная защита оцинкованных подземных резервуаров осуществляется при помощи добавления силикатов, фосфатов и поликарбонатов. Таким образом, на внутренней поверхности оцинкованных труб появляется специальная пленка, препятствующая возникновению коррозии.

Реагенты для защиты труб

Обработка стенок

Обработка стенок используется в качестве их защиты от коррозии уже много лет. Для выполнения такого комплекса мероприятий покрытие наносится на внешнюю или внутреннюю стенку подземной трубы.

Благодаря гальванике на поверхности формируется активная или пассивная пленка высокой прочности, которая не позволяет агрессивной среде проникнуть в глубокие слои металла. Эффект от таких действий может легко сохраняться на достаточно длительный период.

Как правило, на поверхность изделия наносится другой металл. Чаще всего для этого используется цинк, на который коррозия не воздействует. На поверхность металла может наноситься краска, лак или эмаль, которые также выступают в роли эффективной обработки газопроводов.

Для достижения максимального эффекта при борьбе с ржавчиной часто используются сплавы таких металлов как цинк или магний. Специалисты утверждают, что цинкование труб представляет собой самый популярный из всех существующих на сегодняшний день методов обработки.

Обработка стен труб краской

Блуждающий ток

Блуждающий ток представляет собой ток, который образуется в грунтах при дисперсии электрифицированных путей. Энергия поступает к точке, являющейся катодом, и выходит в точке, которая является анодом.

В ходе процесса происходит электролиз, который может стать причиной появления ржавчины и повреждения резервуара. В этом случае, антикоррозийной изоляцией подземных трубопроводов является дренаж электрического характера.

Кабеля с низким сопротивлением подключаются к источнику тока в специально определенных местах.

Индуцированный ток

Катодная антикоррозийная протекция подземных резервуаров основана на использовании электрического тока, который подается в постоянном режиме и не дает пленке для защиты металла разрушаться.

Этот способ выполняется за счет использования кабеля с низким электросопротивлением, но при этом отличной изоляцией. Сам трубопровод в этом случае выполняет роль катода и таким образом защищается от возможных процессов коррозии.

Расходуемый анод

Еще одним довольно эффективным видом защиты от блуждающих токов является анодная химзащита. Заглубленный магниевый блок выполняет функции анода в коррозийной среде. Благодаря медленному разложению магния происходит изоляция магистральных стальных трубопроводов от подземных блуждающих токов. Такой вид защиты чаще всего используется для защиты изделий ограниченной длины или для резервуаров, которые выполнены из стали.

Как правило, анод помещается в мешок из хлопка или джута, который в свою очередь погружается в глинистую смесь. Основной задачей такой упаковки является обеспечение равномерности расхода анода, а также сохранения необходимого уровня влажности.

Такая система предотвратит появление пленки, которая может затруднить разложение анода.

Можно отметить, что лучшим способом защиты внутренней и внешней поверхности труб от возникновения коррозийных процессов будет использование материалов, которые менее всего им подвержены. И, тем не менее, даже на таких материалах в силу определенных причин могут возникать очаги коррозии и повреждения различного рода. И поэтому, лучше всего уже в процессе использования труб использования труб использоваться один из самых подходящих из используемых на сегодняшний день методов защиты.

kraska.guru

откуда берется ржавчина и как с ней бороться при помощи антикоррозионой защиты? + Видео

1 Причины возникновения и физика процесса

Коррозия трубопроводов начинается при возникновении электрохимической реакции окисления сплавов под воздействием влаги. Структура металла изменяется из-за влияния влаги и протекающих токов, в результате чего разрушается кристаллическая решетка и происходит «исчезание» металла с поверхности трубы. Причины появления коррозии трубопроводов заключаются в следующем:

Сплавы с разным химическим составом обладают разными электрическими потенциалами, что вызывает протекание электрических токов по трубопроводу. Разные потенциалы могут быть обусловлены резким изменением грунта или окружающей среды.
Влага, находящаяся в грунте.
Химсостав и наличие кислот в грунте или окружающей среде.
Состав транспортируемых веществ.

Существует несколько видов ржавления: поверхностная (по всей площади трубы), местная (участки поверхности) и щелевая. Коррозия на всей поверхности - крайне редкое явление. Самой опасной является местная коррозия, на которую приходится почти 90% всех повреждений. Щелевая тоже широко распространена, однако она редко приводит к серьезным повреждениям труб от коррозии.

Поверхностное ржавление трубы

Рекомендуем ознакомиться

Наиболее часто коррозия развивается на участках, находящихся под железнодорожными или трамвайными путями, а также в случае нарушения СНИП и прокладкой труб под опорами электропередач. Скорость коррозии может колебаться в широких пределах от 3-4 мм до 20-30 мм год.

В зависимости от того, какие факторы вызывают появление ржавления, применяется различная антикоррозионная защита. О способах предотвращения ржавчины путепроводов рассказывается ниже.

2 Специальные защитные покрытия

Для предотвращения ржавчины абсолютно всех трубопроводов используется пассивная защита. Она заключается в создании изоляционного покрытия между металлом и окружающей средой. Для этого на трубу наносится вначале слой специальной антикоррозийной жидкости (грунтовки), затем объект либо красят либо наносят эпоксидную смолу.

Если накладывается слой эпоксидной смолы, возможно нанесение дополнительно битума, пеком (каменноугольным). Относительно новое средство защиты - полимерные ленты, однако они довольно дорогие.

Защита от коррозии полимерными лентами

В идеальной системе нанесение защитных слоев позволяет полностью защитить объекты, однако в реальности это практически невыполнимо. Антикоррозийная защита не обеспечивает 100% защиты из-за деформаций или разрушений защитного слоя при транспортировке, укладке и монтаже. Даже визуально целое покрытие может иметь микротрещины или другие повреждения. Кроме того, защитные слои различных материалов имеют разные диффузионные и химические свойства. Защитное покрытие всегда подбирается под конкретный тип грунта (песок, супесок, суглинок и т. д.).

Таким образом, защитить объекты путем только нанесения покрытий нельзя. Состыкованные трубы с разными покрытиями может ускорить ржавление. Поэтому помимо покрытия поверхностей антикоррозийными материалами применяют и другие способы защиты.

3 Катодный способ

Защита трубопроводов от ржавления бывает и активной. Таковыми являются катодные и анодные защиты.

Активные способы основаны на понижении скорости реакции ржавления, с помощью смещения электрического потенциала до более низких значений (по сравнению с потенциалом окружающей среды). В начале 30-х годов прошлого века, ученым Робертом Куном было установлено, что смещение электрического потенциала на несколько десятых вольта позволяет замедлить скорость коррозийных реакций до 8-12 микрометров в год. Эта скорость развития ржавчины крайне мала и практически не существенна.

Катодный способ может быть осуществлен электрически и гальванически.

Катодный способ защиты труб от ржавчины

Гальванический метод (использование анодов из специальных сплавов) основан на следующем явлении: все металлы в одном и том же электролите обладают разными потенциалами. Поэтому при помещении металла, имеющего меньший потенциал в грунт, он будет являться анодом и разрушаться первым, защищая таким образом объект. В зависимости от типа грунта и сплава, из которого изготовлен трубопровод, подбирается материал для «жертвенного анода». Обычно используют магниевые, цинковые и алюминиевые сплавы.

Применение такой защиты возможно только в средах, имеющих низкое сопротивление (менее 40-50 Ом*м). Для сред с более высоким сопротивлением такая защита от коррозии бессмысленна.

Несмотря на большой выбор защитных средств, ржавлению ежегодно подвержены сотни километров трубопроводов. Именно на ржавчину приходится до 60% всех повреждений. В основном, это происходит из-за не соблюдений правил по уходу за путепроводами, поэтому своевременная проверка и уход крайне обязательны.

tutmet.ru

протекторная, видео-инструкция по монтажу своими руками, как защитить трубы от замерзания, блуждающих токов, по СНиП, фото и цена

Практически любая система внутренней инфраструктуры и жизнеобеспечения жилых домов, муниципальных и коммерческих зданий или промышленных объектов, по большому счету представляет собой развитую сеть трубопроводов, соединяющих между собой те или иные объекты системы в определенном порядке.

В большинстве случаев, например при обустройстве газопровода, горячего и холодного водоснабжения, фекальной или кабельной канализации, а также системы отопления и вентиляции, используется подземная, воздушная или внутренняя прокладка металлических труб различного диаметра и размера.

Стальные водопроводные трубы с полимерным защитным покрытием.

В зависимости от режима эксплуатации и условий окружающей среды, металлические трубы в процессе работы могут подвергаться длительному воздействию различных неблагоприятных факторов. Для решения этой проблемы специально разработана комплексная защита трубопроводов от коррозии по СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

Методы борьбы с коррозией

Чтобы помочь читателю разобраться, как обеспечить максимальную долговечность трубопровода, в этой статье будут рассмотрены некоторые варианты активной и пассивной защиты металлических изделий, входящих в состав трубопроводных инженерных коммуникаций.

Также здесь будет подробная инструкция, в которой детально описаны основные принципы выполнения антикоррозионной защиты для металлических изделий, предназначенных для эксплуатации в агрессивных условиях.

Оцинкованные водопроводные трубы.

Классификация вредоносных факторов

Как уже говорилось выше, характер и степень влияния внешних факторов во многом зависит от конкретных условий эксплуатации, таких как место расположения трубы, химический состав почвы, среднегодовая температура и относительная влажность окружающей среды, наличие поблизости источников постоянного тока и т.д.

Атмосферная коррозия возникает при взаимодействии железа с водяным паром, который содержится в окружающем воздухе, а также в результате прямого контакта с водой при выпадении атмосферных осадков. В процессе протекания химической реакции образуется оксид железа, или проще говоря, обычная ржавчина, которая существенно снижает прочность металлических изделий, а со временем может привести к их полному разрушению.

Разрушение подземного трубопровода в результате электрохимической коррозии.

Химическая коррозия возникает в результате взаимодействия железа с различными активными химическими соединениями (кислоты, щелочи и пр.). При этом протекающие химические реакции приводят к образованию других соединений (соли, оксиды и пр.), которые также как и ржавчина, постепенно разрушают металл.
Электрохимическая коррозия возникает в тех случаях, когда железное изделие длительное время находится в среде электролита (водный раствор солей различной концентрации). При этом на поверхности металла образуются анодные и катодные участки, между которыми протекает электрический ток. В результате электрохимической эмиссии частицы железа переносятся из одного участка в другой, что приводит к разрушению металлического изделия.
Воздействие отрицательных температур в тех случаях, когда трубы используются для транспортировки воды, приводит к ее замерзанию. При переходе в твердое агрегатное состояние, в воде образуется кристаллическая решетка, в результате чего ее объем увеличивается на 9%. Находясь в замкнутом пространстве, вода начинает давить на стенки трубы, что в конечном итоге приводит к их разрыву.

На фото показан разрыв стенки стальной трубы в результате замерзания воды.

Обратите внимание! Существенная разница среднегодовых и среднесуточных температур приводит к значительным колебаниям общей длины трубопровода, которые вызваны линейным тепловым расширением материала. Чтобы не допустить разрыва труб и повреждений несущих конструкций, через определенное расстояние на линии необходимо устанавливать тепловые компенсаторы.

Анализ почвы

Щуп для забора образцов почвы на заданной глубине.

Важнейшими показателями, которые нужно выяснить в процессе анализа, являются следующие качества грунта:

Химический состав и концентрация солей различных металлов в грунтовых водах. От этого показателя во многом зависит плотность электролита и электрическая проницаемость почвы.
Качественные и количественные показатели кислотности почвы, которая может вызывать как химическое окисление, так и электрохимическую коррозию металла.
Электрическое сопротивление почвы. Чем ниже значение электрического сопротивления, тем в большей степени металл подвержен разрушительному воздействию, вызванному электрохимической эмиссией.

Извлечение взятых образцов грунта.

Совет! Для получения объективных результатов анализа, образцы почвы необходимо извлекать с тех слоев грунта, в которых будет проходить трубопровод.

Защита от воздействия низких температур

Для снижения отрицательного воздействия температурного фактора окружающей среды, применяются следующие технические решения:

Прокладка подземного трубопровода на глубине, превышающей максимальную глубину промерзания грунта для данного региона.
Теплоизоляция воздушных и подземных линий при помощи различных материалов с низкой теплопроводностью (минеральная вата, пенопластовые сегменты, пенопропиленовые рукава).

Фольгированная теплоизоляция из минеральной ваты для утепления трубопроводов.

Обратная засыпка траншеи трубопровода сыпучим материалом с низкой теплопроводностью (керамзит, каменноугольный шлак).
Дренирование прилежащих слоев грунта с целью снижения его теплопроводности.
Прокладка подземных коммуникаций в жестких закрытых коробах из армированного железобетона, которые обеспечивают наличие воздушной прослойки между трубой и грунтом.

Система теплоизоляции с электрическим нагревательным элементом.

Обратите внимание! Глубина промерзания грунта для каждого конкретного региона, а также методика ее расчета регламентируется нормативными документами СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» и СНиП 23-01-99* «Строительная климатология».

Наружное гидроизоляционное покрытие

Наиболее распространенным способом борьбы с коррозией металла является нанесение на его поверхность тонкого слоя прочного водонепроницаемого защитного материала. Простейшим примером наружного защитного покрытия является обычная водостойкая краска или эмаль, например защита газовой трубы, проходящей по воздуху, всегда выполняется при помощи атмосферостойкой эмали желтого цвета.

Подземные водопроводные и газопроводные коммуникации, как правило, собираются из труб, которые снаружи предварительно покрыты толстым слоем битумной мастики, а затем обернуты плотной технической бумагой. Также высокую эффективность имеют покрытия из композитных или полимерных материалов.

Металлические элементы канализационных подземных коммуникаций изнутри и снаружи покрывают толстым слоем цементно-песчаного раствора, который после застывания образует однородную монолитную поверхность.

Резинобитумная мастика для гидроизоляции подземных коммуникаций.

Чтобы самостоятельно подобрать подходящий материал для наружного покрытия, необходимо знать, что для обеспечения максимальной защиты он должен одновременно обладать несколькими качествами.

Лакокрасочное покрытие после высыхание должно иметь сплошную однородную поверхность, обладающую высокой механической прочностью и абсолютной устойчивостью к воздействию воды.
Защитная пленка гидроизоляционного материала, при указанных свойствах, должна быть эластичной и не разрушаться под воздействием высоких или низких температур.
Исходный материал для нанесения покрытия должен обладать хорошей текучестью, высокой укрывающей способностью, а также хорошей адгезией к поверхности металла.
Еще одним показателем качественного изолирующего материала, является то, что он должен быть абсолютным диэлектриком. Благодаря этому свойству обеспечивается надежная защита трубопроводов от блуждающих токов, которые усиливают неблагоприятное воздействие электрохимической коррозии.

Нанесение полимерной рулонной гидроизоляции на участок трубопровода.

Совет! Наиболее эффективными решениями для изоляции металла от окружающей среды принято считать составы на основе битумных смол, двухкомпонентные полимерные композиции, а также рулонные полимерные материалы на самоклеящейся основе.

Активная и пассивная электрохимическая защита

Активный катодный метод заключается в направленном движении электронов в цепи постоянного электрического тока. Для его выполнения к отрицательному полюсу источника постоянного тока подключается трубопровод, а к положительному – анодный заземляющий стержень, который заглубляют в землю неподалеку. После подачи напряжения электрическая цепь замыкается через почвенный электролит, в результате чего свободные электроны начинают движение от заземляющего стержня к трубопроводу. Таким образом, заземляющий электрод постепенно разрушается, а освободившиеся электроны вместо трубопровода вступают в реакцию с электролитом.

Принцип действия активной катодной защиты.

Пассивная протекторная защита трубопроводов заключается в том, что рядом с железом в земле размещают электрод из более электроотрицательного металла, например цинка или магния, и соединяют их между собой электрически через контролируемую нагрузку. В среде электролита они образуют гальваническую пару, которая в процессе реакции, как и в предыдущем случае, вызывает движение электронов от цинкового протектора к защищаемому трубопроводу.
Электродренажная защита также является пассивным методом, который выполняется путем подключения трубопровода к заземляющему контуру, выполненному в соответствии в ПУЭ. Этот способ помогает избавиться от возникновения блуждающих токов и применяется в случае расположения трубопровода поблизости контактной электросети наземного или рельсового транспорта.

Схематическое изображение пассивной протекторной защиты.

Обратите внимание! Наглядным примером пассивной протекторной защиты является всем известное цинковое покрытие изделий из железа, или проще говоря, оцинковка.

Заключение

Каждый из приведенных методов имеет свои преимущества и недостатки, поэтому использовать их нужно в зависимости от сложившихся конкретных условий. В заключение следует сказать лишь то, что независимо от выбранного способа, цена ремонта и замены трубопровода обойдется значительно дороже, чем стоимость самой сложной и трудоемкой защиты.

Для получения дополнительной информации можно посмотреть видео в этой статье или почитать похожие материалы на нашем сайте.

gidroguru.com