1 Песок; 2 глина
Водопоглощение и водопроницаемость. Минерализация электролита. Растворенные газы – они всегда присутствуют в почвенном электролите (наиболее важное значение имеет концентрация растворенного кислорода главного деполяризатора при процессах коррозии в почве).
Воздухопроницаемость почвы это важнейший фактор коррозии в почве. В большинстве почв слабокислых, нейтральных и щелочных процессы электрохимической коррозии протекают с кислородной деполяризацией. Поэтому интенсивность коррозии определяется поступлением кислорода к металлу. Только в кислых почвах с рН < 5 при некоторых микробиологических процессах может происходить водородная деполяризация.
Итак, коррозия в почве сложные и разнообразные электрохимические разрушения металлов, зависящие от многих, изменяющихся во времени факторов, влияние многих из которых неоднозначно и противоречиво.
Коррозия блуждающими токами. Этой коррозии подвергаются подземные металлические трубопроводы, углубленные в почву части металлических конструкций, железобетонных сооружений, оболочки подземных электрических кабелей и т. п. Наиболее опасны постоянные блуждающие токи. Их источниками могут быть электрические железные дороги, трамваи, электрозаземления электросварочных агрегатов и других установок, работающих на постоянном токе. Переменные блуждающие токи также могут вызвать коррозию металлов, но менее опасную, чем постоянные токи. Коррозия блуждающими токами это электрохимическое разрушение, протекающее при наложении тока и аналогичное разрушению анода в гальваностегической установке.
Принципиальная схема возникновения и протекания блуждающих токов показана на рис. 15.
Рисунок 15 – Принципиальная схема возникновения и
протекания блуждающих токов
Как видно из схемы, места, где ток переходит с металла на почву: рельс земля и трубопровод-земля являются анодными участками и корродируют. Места, где ток из почвы натекает на металл (земля-трубопровод и земля-рельс), являются катодными участками и не корродируют.
Опасность коррозии блуждающими токами прежде всего состоит в том, что разрушение имеет резко выраженный локальный, местный характер. При этом наличие обязательных в настоящее время защитных покрытий на подземных трубопроводах не обеспечивает защиту от коррозии блуждающими токами. Следует также отметить, что радиус действия блуждающих токов очень велик и иногда доходит до многих десятков километров от токонесущих рельсовых путей или других источников тока.
Биокоррозия в почве. Биокоррозия это коррозия металлов под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов. Наружная поверхность подземных металлических трубопроводов и других сооружений в почве может подвергаться биокоррозии. Микроорганизмы чрезвычайно распространены в природе, например, серу окисляющие тионовые бактерии разных видов. Биокоррозия представляет серьезную опасность. Английские исследователи считают, что около 50 % потерь от коррозии стальных подземных трубопроводов происходит вследствие биокоррозии. Известны случаи, когда подземные водопроводы из-за биокоррозии выходили из строя за 1-2 года.
При оценке опасности биокоррозии необходимо учитывать следующие ее особенности:
Коррозия имеет местный характер и происходит при наличии повреждений противокоррозионных покрытий. В местах образования и жизнедеятельности колоний бактерий наблюдаются местные глубокие коррозионные повреждения (питтинги, глубокие язвы, свищи).
Скорость местной биокоррозии может быть в 5 – 20 раз большее чем скорость местной коррозии в почве.
В почвах могут присутствовать как аэробные бактерии, потребляющие в своей жизнедеятельности свободный кислород коррозионной среды, гак и анаэробные бактерии, развивающиеся в бескислородной среде. При наличии анаэробных бактерий сильная коррозия может происходить и в почвах при недостатке основного деполяризатора коррозионного процесса кислорода.
Морская коррозия. Морская вода покрывает 70 % поверхности земли и является наиболее распространенным природным электролитом. Большинство обычных конструкционных металлов и сплавов разрушаются под действием морской воды или морского воздуха, насыщенного ее мельчайшими частицами. В зависимости от условий экспозиции поведение материалов может изменяться в очень широких пределах, поэтому их стойкость обычно рассматривается применительно к конкретной зоне, характеризуемой определенными условиями, концентрация растворенного кислорода основной фактор, влияющий на коррозионную активность морской воды. Для многих распространенных металлов повышение содержания кислорода в воде сопровождается увеличением скорости их разрушения. Необходимо также учитывать такие параметры, как температура, скорость ветра, солнечное излучение и др.
Темпы научного исследования и практического освоения глубин океана в последние годы постоянно возрастают. Наиболее важные в настоящее время области практической деятельности можно грубо классифицировать следующим образом; разведка и разработка морских месторождений минерального сырья (нефть, газ, соль, уголь и т. д.), производство продуктов питания (рыба, моллюски, водоросли и др.) и морская метеорология.
При эксплуатации в морских условиях разрушение многих материалов происходит неожиданным образом и отличается от поведения, предсказанного на основании лабораторных испытаний в солевом растворе. Реакции различных материалов с морской водой достаточно сложны.