Основные факторы, влияющие на интенсивность почвенной коррозии

Основными факторами, определяющими интенсивность почвенной коррозии, являются: структура и гранулометрический состав грунтов и почв; влажность грунта; минерализация грунтовых вод; концентрация водородных ионов; окислительно-восстановительный потенциал грунта; воздухопроницаемость; удельное сопротивление; биогенность.

Структура и гранулометрический состав почв и грунтов. Почва – это верхний слой горных пород, представляющий особое природное образование, которое отличается от любых горных пород тесным сочетанием неорганического и минерального веществ с органическими.

Горные породы, расположенные ниже зоны жизнедеятельности большинства микроорганизмов и растений и не подвергаемые выветриванию, называют грунтами. Между почвой и грунтом нет четкой границы.

Подземные металлические сооружения могут быть проложены как в пределах слоя почвы, так и в грунте. Твердый скелет грунта – это пространственная решетка, заполненная воздухом, водой и различными солями.

Почвы можно классифицировать по генетическим типам как тундровые, подзолистые и дерново-подзолистые, болотные, лесостепные, черноземы, каштановые и бурые сероземы, красноземы и засоленные, а по петрографическим типам как хрящеватые, песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. Все почвы содержат гумус, который составляет их органическую часть и образуется в процессе разложения органических остатков.

Грунты на уровне прокладки сооружений могут быть естественными или искусственными и отличаться по влажности, солевому, минеральному и гранулометрическому составу.

Для оценки естественных грунтов большое значение имеет связанность грунта, под которой понимают взаимную связь отдельных частиц грунта. Связанность грунта возрастает по мере уменьшения размера отдельных частиц. Грунты, состоящие из пород с жесткими связями (скальные и сцементированные породы), представляют с коррозионной точки зрения наименьший интерес, так как подземные сооружения, как правило, в них не прокладывают. Магистральные газопроводы прокладывают главным образом в породах без жестких связей естественного залегания, а на территории городов – частично в искусственных грунтах.

К классу пород без жестких связей относятся глинистые и обломочные несцементированные грунты, состоящие из отдельных частиц различной крупности. Из естественных грунтов наибольшей коррозионной активностью обладают глинистые, солончаковые, пылеватые и торфянистые.

Несмотря на то, что искусственные и насыпные грунты встречаются очень редко, именно они должны рассматриваться как особо опасные с точки зрения коррозии.

Гранулометрический состав грунта оказывает влияние на наличие пустот в грунте, т.е. его скважность или порозность. Так, порозность песка равна примерно 30 %, суглинка 45 %, глины более 50 %, а в торфах может достигать 80…90 %.

Диаграммы для оценки активности почвы относительно стали в зависимости от состава почвы в треугольной системе координат показаны на рис. 3.3. Три вершины треугольника отвечают соответственно трем чистым компонентам, а каждая сторона – двойной системе из компонентов, указанных при вершинах, которые она соединяет (при полном отсутствии третьего компонента).

Приближение от каждой данной стороны к противоположной вершине отвечает пропорциональному возрастанию содержания соответствующего компонента. Каждая точка треугольника отвечает одному определенному составу тройной системы, и наоборот, каждый состав представляется одной определенной точкой. Таким образом, проводя через данную точку прямые, параллельные двум сторонам треугольника, мы отсекаем ими на третьей стороне отрезки, пропорциональные содержанию соответствующих компонентов. Очевидно, сумма этих трех отрезков всегда равна 100 %.

Практически градацию (песок, супесь, суглинок, глина) можно установить по шкале, приведенной в табл. 1.3.1.

Таблица 1.3.1