Причины и характер коррозии
Опыт эксплуатации городских подземных коммуникаций показывает, что значительное число повреждений и преждевременный износ сетей разных видов и назначений происходят вследствие коррозии.
Разрушению подвергаются сети водопроводов, газопроводов, теплопроводов, кабели силовые и связи.
Обследование в нескольких городах 400 км теплопроводов показало, что коррозией поражено 69% вскрытых участков, причем 9% — сквозное проржавление. Иногда сквозные проржавления бывают на трубопроводах с толщиной стенки более 9 мм, после годичного срока службы.
Аварийные повреждения силовых кабелей от коррозии за последние годы составляют до 6% общего числа их повреждений.
Коррозия вызывает постоянные, устойчивые разрушения подземных сетей всех видов, металлических и бетонных. Для металлических и неметаллических подземных сооружений процессы коррозии различны. В соответствии с этим различны и способы защиты сооружений.
Разрушение подземных металлических кабелей и трубопроводов в основном происходит вследствие электрохимических процессов на поверхности металла. Практически различают два вида поражений: почвенную коррозию и коррозию от блуждающих токов.
Почвенной коррозией называется разрушение металла в грунте, вызванное электрохимическим воздействием на металл окружающей средой. Срок службы трубопроводов колеблется от 1 до 2 лет для слабозащищенных стальных труб в грунте с высокой коррозийной активностью, до 100 лет — для чугунных трубопроводов в нейтральных грунтах.
Основными факторами, определяющими влияние почвенной коррозии на металл, являются: коррозийная активность грунта, соприкасающегося с металлом; толщина стенок трубопровода и характеристика металла; качество антикоррозийной изоляции.
В настоящее время можно считать установленным, что на характер и интенсивность коррозии металлов большое влияние оказывают физические и химические свойства и структура почвы. В производственных условиях коррозийную активность почвы определяют специальными стандартизированными методами, которые дают вполне удовлетворительные результаты с точностью определений на 70-90%.
При определении степени коррозийное (низкая, нормальная, повышенная, высокая) необходимо учитывать электрическое сопротивление почвы. Грунты, обладающие малой электропроводностью (высоким омическим сопротивлением), обычно относятся к группе низкой коррозийности.
При полевых исследованиях коррозийности грунтов пользуются полевыми потенциометрами ПКА завода «Геологоразведка» и приборами Коллоидно-электрохимического института Академии наук.
Пористые, хорошо аэрируемые грунты (пески, гравий) обычно обладают меньшей коррозийностью, чем плотные глины.
Растворенные в воде и почве газы (углекислота, кислород, сероводород) усиливают процесс коррозии. Хлористые, сернокислые и органические соединения с повышением концентрации усиливают коррозийный процесс. Способствуют коррозии также и гуминовые кислоты.
В настоящее время выясняется несомненная связь между деятельностью анаэробных бактерий и интенсивностью коррозийного процесса в почвах.
Укладка трубопроводов в разнородных грунтах с частой сменой грунтов по степени влажности, аэрации и другим качествам способствует повышению почвенной коррозийности.
Трубы, уложенные на глубину свыше 1,5 м, корродируют более равномерно и меньше повреждаются, чем мелко заложенные кабели.
Сложность коррозийных процессов определяет необходимость совместного рассмотрения всех факторов влияния и данных полевых испытаний. Недостаточная же изученность этих процессов диктует повышение «запасов прочности» при определении антикоррозийной защиты трубопроводов и кабелей.