Захист від корозії трубопроводів, звідки береться іржа і як з нею боротися за допомогою

Захист від корозії трубопроводів є першочерговим завданням для підприємств, що надають послуги ЖКГ, промпідприємств та власників приватних будинків. Іржавіння трубопроводів - головна причина появи поривів, тріщин

1 Причини виникнення та фізика процесу

Корозія трубопроводів починається у разі виникнення електрохімічної реакції окислення сплавів під впливом вологи. Структура металу змінюється через вплив вологи і струмів, що протікають, в результаті чого руйнується кристалічна решітка і відбувається «зникнення» металу з поверхні труби. Причини появи корозії трубопроводів полягають у наступному:

Сплави з різним хімічним складом мають різні електричні потенціали, що викликає протікання електричних струмів по трубопроводу. Різні потенціали можуть бути зумовлені різкою зміною ґрунту чи навколишнього середовища.
Волога, що у грунті.
Хімсклад і наявність кислот у ґрунті чи навколишньому середовищі.
Склад речовин, що транспортуються.

Існує кілька видів іржавіння: поверхнева (по всій площі труби), місцева (дільниці поверхні) та щілинна. Корозія по всій поверхні - дуже рідкісне явище. Найнебезпечнішою є місцева корозія, на яку припадає майже 90% усіх пошкоджень. Щілинна також широко поширена, проте вона рідко призводить до серйозних пошкоджень труб від корозії.

Найчастіше корозія розвивається на ділянках, що знаходяться під залізничними або трамвайними коліями, а також у разі порушення СНІП та прокладання труб під опорами електропередач. Швидкість корозії може коливатися в межах від 3-4 мм до 20-30 мм рік.

УЗалежно від того, які фактори викликають появу іржавіння, застосовується різний антикорозійний захист. Про засоби запобігання іржі шляхопроводів розповідається нижче.

2 Спеціальні захисні покриття

Для запобігання іржі всіх трубопроводів використовується пасивний захист. Вона полягає у створенні ізоляційного покриття між металом та навколишнім середовищем. Для цього на трубу спочатку наноситься шар спеціальної антикорозійної рідини (грунтовки), потім об'єкт або фарбують або наносять епоксидну смолу.

Якщо накладається шар епоксидної смоли, можливе нанесення додатково бітуму пеком (кам'яновугільним). Відносно новий засіб захисту – полімерні стрічки, проте вони досить дорогі.

В ідеальній системі нанесення захисних шарів дозволяє повністю захистити об'єкти, проте насправді це практично неможливо. Антикорозійний захист не забезпечує 100% захисту через деформації або руйнування захисного шару при транспортуванні, укладанні та монтажі. Навіть візуально ціле покриття може мати мікротріщини чи інші ушкодження. Крім того, захисні шари різних матеріалів мають різні дифузійні та хімічні властивості. Захисне покриття завжди підбирається під конкретний тип ґрунту (пісок, супісок, суглинок тощо).

Таким чином, захистити об'єкти шляхом лише нанесення покриттів не можна. Зістиковані труби з різними покриттями можуть прискорити іржавіння. Тому крім покриття поверхонь антикорозійними матеріалами застосовують інші способи захисту.

3 Катодний спосіб

Захист трубопроводів від іржавіння буває активним. Такими є катодні та анодні захисту.

Активні способи засновані на зниженні швидкості реакції іржавіння за допомогою зміщенняелектричного потенціалу до нижчих значень (порівняно з потенціалом довкілля). На початку 30-х років минулого століття вченим Робертом Куном було встановлено, що зміщення електричного потенціалу на кілька десятих вольтів дозволяє уповільнити швидкість корозійних реакцій до 8-12 мікрометрів на рік. Ця швидкість розвитку іржі вкрай мала і мало істотна.

Катодний спосіб може бути здійснений електрично та гальванічно.

Гальванічний метод (використання анодів зі спеціальних сплавів) заснований на наступному явищі: всі метали в тому самому електроліті мають різні потенціали. Тому при приміщенні металу, що має менший потенціал у ґрунт, він буде анодом і руйнуватиметься першим, захищаючи таким чином об'єкт. Залежно від типу ґрунту та сплаву, з якого виготовлений трубопровід, підбирається матеріал для «жертвенного анода». Зазвичай використовують магнієві, цинкові та алюмінієві сплави.

Застосування такого захисту можливе лише в середовищах, що мають низький опір (менше 40-50 Ом*м). Для середовищ із вищим опором такий захист від корозії безглуздий.

Електричний метод передбачає підключення зовнішніх джерел струму. Здійснити розрахунок та встановлення такого захисту не просто, проте він вважається найбільш ефективним. На неї не впливає опір ґрунту, вона має практично необмежений термін експлуатації. Джерелами струму можуть бути інвертори змінного струму в постійний, які регулюють струм захисту в широкому діапазоні. Вони забезпечують захист за будь-яких змін зовнішніх умов. Захисний струм, що протікає трубопроводом, нерівномірний по довжині шляхопроводу, а найбільше значення різниці потенціалу знаходиться в точці підключення (дренажного) захисту.Джерелами, що генерують захисний струм, можуть бути генератори, низьковольтні лінії ЛЕП та інше.

Незважаючи на великий вибір захисних засобів, іржавінню щороку схильні сотні кілометрів трубопроводів. Саме на іржу припадає до 60% всіх пошкоджень. В основному, це відбувається через не дотримання правил догляду за шляхопроводами, тому своєчасна перевірка і догляд вкрай обов'язкові.