Защита тепловых сетей от наружной коррозии

Наружная коррозия подземных трубопроводов является в настоя­щее время основной причиной аварий в тепловых сетях. В связи с этим защита от нее относится к важнейшим вопросам, которые при­ходится решать при проектировании и эксплуатации ‘ систем тепло­снабжения.

По виду наружная коррозия трубопроводов бывает сплошной равномерной и язвенной очаговой. Наибольшую опасность представ­ляет приводящая к сквозным повреждениям (свищам) язвенная оча­говая коррозия, скорость которой достигает 1,4—1,8 мм/год. Сплош­ная равномерная коррозия менее опасна, так как скорость ее состав­ляет 0,1—0,2 мм/год.
Наружную коррозию подземных трубопроводов по природе под­разделяют на химическую, электрохимическую и электрическую (от блуждающих токов).
Химическая коррозия возникает от действия на металл различных газов и жидкостей, поступающих из окружающего грунта через изо­ляцию к поверхности трубы. Химическая коррозия относится к сплошной коррозии и при ней толщина стенки трубы уменьшается равномёрцо.
Электрохимическая коррозия возникает в результате взаимодейст­вия металла, выполняющего роль электродов, с агрессивными раст­ворами грунта, выполняющими роль электролита. Коррозия стали протекает в анодной зоне, где наблюдается выход ионов металла в грунт.
Электрохимическая коррозия имеет в основном характер местной очаговой коррозии и при ней на трубопроводах возникают местные язвы и каверны большой глубины, которые могут развиваться з сквозные отверстия в стенке трубы.
Электрическая коррозия возникает при воздействии на трубопро­вод электрического тока, движущегося в грунте. В грунт токи попа­дают в результате утечек из рельсов электрифицированного транс­порта — их называют блуждающими. Попадая на трубопровод, они движутся по нему, а вблизи тяговой подстанции выходят из трубо­провода в грунт, образуя очаги электрокоррозии.
На интенсивность протекания коррозионных процессов оказывают влияние температурный режим теплопровода, наличие влаги, кисло­рода и агрессивные соли и[26] кислоты, содержащиеся в грунте, в грун­товых водах и иногда в тепловой изоляции.
Температура поверхности трубы оказывает основное влияние на интенсивность поступления к ней кислорода и других агрессивных газов. При повышении температуры, с одной стороны, увеличивается скорость диффузии кислорода из воды, с другой, уменьшается раство­римость его в воде вследствие снижения коэффициента абсорбции и парциального давления кислорода. При этом происходит подсушива­ние изоляции и перемещение обескислороженной влаги к периферии вследствие действия градиента температур. В результате скорость коррозии сначала растет, достигая максимума при 65—75°С, а затем снижается*. При температуре 100°С коррозия практически отсутству­ет, что подтверждается опытом эксплуатации паропроводов.
При понижении температуры происходит приток обогащенной кислородом и другими агрессивными газами влаги из грунта через изоляцию к поверхности трубопровода, т. е. переменная температура теплоносителя действует как «насос», поставляющий агрессивные газы к трубопроводу, что дополнительно увеличивает их коррозию.
Кроме того, при влажных грунте и изоляции возрастает электро­проводимость, что значительно увеличивает опасность электрической и электрохимической коррозии.
Методы защиты теплопроводов от наружной коррозии можно разделить на общие и специальные. К общим методам относятся такие, которые выполняют совместную защиту теплопроводов от на­ружной коррозии и увлажнения, к специальным — которые осу­ществляют защиту только от наружной коррозии.
К основным общим методам защиты подземных теплопроводов относятся нанесение на наружную поверхность тепловой изоляции покровного слоя, защищающего ее от проникания влаги и механиче­ских повреждений, отвод воды от теплопроводов путем понижения уровня грунтовых вод и устройства попутного дренажа, создание условий для высыхания изоляции через воздушный зазор вокруг теплопровода (И вентиляции каналов и др.
Специальными методами защиты являются: нанесение на поверх­ности труб антикоррозионных покрытий, понижение коррозионной агрессивности грунта и тепловой изоляции, электрические методы за­щиты и меры, уменьшающие сток тока с трубопровода в грунт, а также создание тепловых режимов, способствующих затуханию кор­розионных процессов.
При нанесении на поверхность труб антикоррозионных покрытий устраняется непосредственный контакт металла с агрессивными газа­ми и солями, проникающими с влагой при увлажнении изоляции, и тем самым уменьшается коррозия. Антикоррозионные покрытия вы­полняются, как указывалось выше, из обмазочных и оберточных ма­териалов в несколько слоев (изола или бризола на изольной масти­ке), эпоксидных или органосиликатных эмалей и красок, стеклоэма — лей или др.
Понижение коррозионной агрессивности грунта и тепловой изоля­ции производится путем их пассивации, т. е. создания щелочнрй сре­ды, при которой коррозионные процессы затухают. При рНг^З (кислая среда) коррозия железа протекает наиболее активно, при pH^sll она практически полностью прекращается. Пассивация грунта может производиться путем введения в него извести (пример­но 5%), битумперлита — едкого натра.
К электрическим методам защиты от коррозии относятся электри­ческий дренаж, катодная и протекторная защита.
При электрическом дренаже осуществляется отвод блуждающих токов, попавших на трубопровод, по проводнику обратно к источни­ку. При этом прекращается выход ионов металла из трубопровода в грунт, т. е. электрическая коррозия. Для отвода тока используют поляризованный электродренаж, который обладает односторонней проводимостью.
При катодной защите на трубопровод накладывают отрицатель­ный потенциал, переводя весь защищаемый участок трубопровода в катодную зону. В качестве анодов применяют отходы черного метал­ла, которые помещают в грунт вблизи трубопровода. Отрицательный полюс источника постоянного тока соединяют с трубопроводом, а положительный — с анодом. Возникает замкнутый контур электри­ческого тока от положительного полюса источника питания по изо­лированному кабелю к анодному заземлению, далее ток растекается по грунту, попадает на защищаемый трубопровод, а от него по изо­лированному кабелю возвращается к источнику питания. Из анода электрический ток выходит в виде положительных ионов металла, вследствие чего происходит растворение металла анода, который по­степенно разрушается.
При протекторной защите участок трубопровода превращают в катод без постороннего источника тока, а в качестве анода исполь­зуют металлический стержень, помещаемый в грунт рядом с трубо­проводом, из металла с более отрицательным потенциалом, чем же­лезо, например, цинк, магний, алюминий и их сплавы. Между тру­бопроводом и анодом устанавливается электрический контакт. В об­разованной таким образом гальванической паре корродирует протек­тор (анод), а трубопровод защищается от коррозии.
К специальным мерам, снижающим величину блуждающих токов в теплопроводах, относится повышение переходного электрического сопротивления между трубопроводами и грунтом путем применения теплоизоляционных конструкций с низкой электропроводимостью, установки электроизолирующих прокладок на опорах, фланцевых соединениях и т. п.
Защита от наружной коррозии путем создания и поддержания определенных тепловых режимов основывается на указанной выше зависимости скорости (интенсивности) коррозии от температуры по­верхности стальной трубы. Наибольшая скорость коррозии соответст­вует температуре 65—75°С. При температуре 20—30°С и 90—95°С скорость коррозии снижается в 4—5 раз. В связи с этим наиболее желательны для защиты от наружной коррозии трубопроводов тем­пературы подающего трубопровода не ниже 90°С, обратного — не выше 40°С.

Комментарии запрещены.

  • 20.04.2018
    Преимущества каркасного дома

    Дома по канадской технологии – скорое новоселье в бюджетном жилье Появление каркасных домов принесло много новых возможностей, что позволило им прочно занять свою нишу в сфере малоэтажного строительства. Один из важных плюсов такого сооружения – применение легкого фундамента.... 
    Читать полностью

  • 17.04.2018
    Как выбрать тротуарную плитку от производителя?

    Тротуарная плитка на сегодняшний день по праву считается самым лучшим материалом для мощения поверхности. Вы ошибаетесь, если считаете, что идеальная глянцевая поверхность является главным признаком качества. Для достижения такого эффекта производители часто добавляют... 
    Читать полностью

  • 13.04.2018
    Крыша из керамической черепицы

    Крыша из керамической черепицы Востребованность натуральной черепицы в качестве кровельного материала обусловлена ее надежностью и долговечностью эксплуатации. Именно этот материал обладает необходимой устойчивостью к воздействию ультрафиолетовых излучений, а также... 
    Читать полностью