Справочник строителя | Водопроводные сети

ЗАЩИТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ ОТ КОРРОЗИИ

Металлические (стальные и чугунные) трубы, уложенные в земле, подвергаются почвенной коррозии, которая по своей природе разделяется на химическую, электрохимическую и электрическую (коррозия блуждающими тиками).

Химическая коррозия возникает от действия на металл различных газов и жидких неэлектролитов. При ней толщина стенки трубы уменьшается равномерно, поэтому с точки зрения сквозного повреждения она менее опасна.

Металл в грунте подвергается преимущественно электрохимической коррозии. Электрохимическая коррозия является результатом взаимодействия металла, который выполняет роль электродов, с агрессивными грунтовыми водами, выполняющими роль электролита. Процесс электрохимической коррозии аналогичен работе гальванической пары. Электрохимическая коррозия имеет местный характер, т. е. при ней на трубопроводе возникают местные язвы и каверны большой глубины, которые могут развиться в сквозные отверстия в стенке трубы. Такая коррозия значительно опаснее сплошной коррозии.

Электрическая коррозия возникает при воздействии на трубопровод электрического тока, движущегося в грунте, в результате утечек из электрифицированного транспорта. Такие токи называют блуждающими. Коррозию, возникающую под действием блуждающих токов, называют электрической, в отличие от электрохимической - гальванокоррозии.

Блуждающие токи, стекая с рельсов в грунт, движутся по направлению к отрицательному полюсу тяговой подстанции. Они попадают на трубопровод в местах с поврежденной изоляцией. Вблизи тяговой подстанции токи выходят из трубопровода в грунт в виде положительных ионов металла. Так происходит электролиз металла. Участки выхода тока из трубопровода представляют собой анодные зоны, в которых протекает активный процесс электрокоррозии. Зоны входа постоянного тока в трубопровод называются катодными. Электрическая коррозия блуждающими токами во много раз опаснее почвенной - электрохимической коррозии и в городских условиях представляет наиболее распространенный вид коррозии.

Коррозионная активность грунта зависит от ряда факторов:

его структуры, влажности, воздухопроницаемости, наличия в нем солей и кислот, электропроводности. Сухие грунты менее активно воздействуют на металл, чем влажные. Наибольшую коррозионность грунт имеет при влажности 11-13%. Увеличение влажности выше 20-24% приводит к снижению интенсивности коррозии. Основной характеристикой коррозионной активности грунта является его удельное электрическое сопротивление. Чем выше электрическое сопротивление грунта, тем меньшей коррозионностью он обладает.

Существующие методы защиты металлических трубопроводов от коррозии разделяют на пассивные и активные. Пассивные методы защиты заключаются в изоляции трубопроводов. К активным методам относятся электрические методы защиты (рис. 1).

Рисунок 1. Схема катодной защиты: 1 - трубопровод; 2 - точка дренирования; 3 - блуждающие токи; 4 - дренажный кабель; 5 – источник тока; 6 - соединительный кабель; 7 - заземлитель-анод; 8 - защитный ток; 9 - катодная зона

Для изоляции труб применяется нефтяной битум. Добавка к нему измельченных наполнителей (каолина, цемента, асбеста) повышает прочность изолирующего покрытия. Смесь битума с наполнителем называют битумной мастикой. Для усиления изоляции применяют обертку трубопровода гидроизолом - толстой бумагой из асбеста с добавлением 15-20% целлюлозы, пропитанной нефтяным битумом. В качестве оберточного изоляционного материала применяют также бризол. Он готовится на основе битума и дробленой старой вулканизированной резины.

Перед изоляцией трубу тщательно очищают стальными щетками до металлического блеска. Затем накладывают грунтовку из нефтяного битума, разведенного в бензине в отношении 1:2 или 1:3. После высыхания грунтовки на трубопровод накладывают горячую битумную мастику в несколько слоев с промежуточными слоями гидроизола.

В зависимости от числа нанесенных слоев мастики и усиливающих оберток различают следующие типы изоляции: нормальную, усиленную и весьма усиленную. Выбор типа изоляции производят в зависимости от коррозионной активности грунта.

Для защиты трубопроводов применяют и пластмассовые изоляционные покрытия.

К активным методам защиты также относятся катодная и протекторная защита и электрический дренаж.

При катодной защите на трубопровод накладывают отрицательный потенциал, т. е. переводят весь защищаемый участок трубопровода в катодную зону. В качестве анода применяют старые стальные трубы, рельсы и другие отходы черного металла, которые помещают в грунт рядом с трубопроводом. Отрицательный полюс источника постоянного тока соединяется с трубопроводом, а положительный-с анодом. Таким образом, при катодной защите возникает замкнутый контур электрического тока, который течет от положительного полюса источника питания по изолированному кабелю к анодному заземлению. От анодного заземления ток растекается по грунту и попадает на защищаемый трубопровод, далее течет по трубопроводу, а от трубопровода по изолированному кабелю возвращается к отрицательному полюсу источника питания. Электрический ток выходит из анода в виде положительных ионов металла, поэтому анод постепенно разрушается, а трубопровод защищен от разрушения.

При протекторной защите трубопровод превращается в катод без постороннего источника тока. В качестве анода используется металлический стержень, помещаемый в грунт рядом с трубопроводом. Металл анода подбирается так, чтобы он имел более отрицательный электрохимический потенциал, чем железо, например, цинк, магний, алюминий и их сплавы. В образованной гальванической паре коррозирует протектор (анод), а трубопровод защищен от коррозии.

Электрический дренаж служит для защиты труб от блуждающих токов. Он заключается в отводе токов, попавших на трубопровод, обратно к источнику. Отвод осуществляется через изолированный проводник, соединяющий трубопровод с рельсом электрифицированного транспорта или минусовой шиной тяговой подстанции. При отводе тока с трубопровода по проводнику прекращается выход ионов металла в грунт и прекращается электрическая коррозия трубопровода.

Активные методы защиты трубопроводов от коррозии применяются в сочетании с пассивными методами.

Внутренние поверхности стенок стальных и чугунных труб также могут подвергаться коррозии. Причиной ее является агрессивность транспортируемой воды. Агрессивностью обладают воды с низким значением рН, содержащие значительное количество углекислоты, кислорода, сульфатов, хлоридов и др. Коррозия внутренних поверхностей стенок труб приводит к увеличению шероховатости, росту гидравлических сопротивлений и, следовательно, к уменьшению пропускной способности труб, ухудшению качества воды и др. Для предохранения внутренних поверхностей стенок труб от коррозии можно применять различные виды покрытий и специальную обработку воды, после которой она теряет коррозионные свойства.

За рубежом внутренние поверхности стенок труб защищают битумной изоляцией. На трубы большого диаметра ее наносят путем опускания их в ванну с жидким (разогретым) битумом. Стыки после сварки изолируют вручную. На трубы малого диаметра изоляцию наносят после сварки труб. Секции труб заполняют битумом и пропускают между трубой и специальным медным полым цилиндром, перемещаемым в трубе, постоянный электрический ток. Под действием тока частицы битума плотно пристают к поверхности стенок труб, образуя тонкую защитную пленку.

Для изоляции внутренних поверхностей стенок труб применяют также цементные покрытия. Их наносят или путем заполнения труб раствором с последующим обжатием и заглаживанием его протаскиваемым прибором, или путем разбрызгивания раствора по поверхности стенок и заглаживания его также специальным прибором, перемещаемым в трубе.

В последние годы внутренние поверхности стенок труб покрывают цементо-перхлорвинилом, эмалью и др.

Покрытия можно наносить на новые и действующие трубопроводы. Последние перед изоляцией следует тщательно очищать.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях