Глава 2. Коррозионная активность формиата натрия
Наряду с технологическими свойствами реагентов: плавящей способностью, температурой кристаллизации, вязкостью, следует учитывать и их экологические показатели - коррозионное воздействие на металл, цементобетон, влияние на почвы, растения, водоемы, человека и животных, количество посторонних примесей.
На данный момент для борьбы с гололедом чаще всего используются противогололедные материалы на основе хлористых солей: NaCl и CaCl2. Использование хлорида магния (MgCl2, бишофит) было запрещено экспертами государственной экологической экспертизы Росприроднадзора. Эта соль Древнего моря, которой богата Волгоградская область, содержит более 62 микроэлементов из таблицы Менделеева. В особенно больших количествах в бишофите найден: бром, бор, селен, мышьяк и стронций. Такой состав делает бишофит ценной мазью для борьбы с заболеваниями суставов, которую нужно наносить на кожу человека в микродозах, но бишофит совершенно неприемлем для масштабного использования на дорогах, когда речь идет о поступлении в окружающую среду нескольких десятков тысяч тонн хлорида магния за один сезон.
Многочисленные исследования доказывают, что при учете экологических характеристик хлоридов, их преимущества в виде относительно невысокой стоимости и неплохих технологических свойств меркнут перед негативным воздействием на окружающую среду и элементы объектов дорожного хозяйства (ОДХ).
Соли соляной кислоты (хлориды) отличаются высокой коррозионной активностью на металлы, а так же способностью разрушать цементобетон. Особенно опасны хлориды для молодых бетонов в возрасте до 3х лет. Именно из-за этих свойств обработка мостов, тоннелей и дорог с цементобетонным покрытием реагентами на основе хлоридов запрещена. Восстановительные работы на разрушенных мостах и изъеденных ржавчиной опорах могут обойтись в сотни миллионов рублей. Ежегодно такие же суммы тратятся на ремонт и восстановление общественного автотранспорта. Срок службы дорожных машин, разбрасывающих пескосоляную смесь, в которой хлорида натрия, как правило, 5-15%, составляет 3-5 лет. Совершенно очевидно, что с одной стороны - необходимо совершенствовать составы антикоррозийных покрытий, вовремя восстанавливать лако-красочный слой, который препятствует возникновению ржавчины. С другой стороны - необходимо совершенствовать составы противогололедных реагентов в плане снижения коррозионной активности и использовать вещества с наименьшим воздействием на металлы и цементобетон.
Наиболее агрессивными к металлу являются хлориды магния и кальция. При этом наименее разрушающими свойствами среди антигололедных средств обладает формиат натрия - почти в 6 раз ниже предельно допустимого уровня, установленного в требованиях к противогололедным материалам межгосударственным ГОСТом 33389, а также российскими дорожными нормативными документами. Данные, доказывающие это, в Таблице 2.
Таблица 2
№ п/п |
Состав образца |
Агрегатное состояние |
Коррозионная активность мг/см2·сутки |
1 |
Хлорид магния
|
твердые |
1,29
|
2 |
Хлорид кальция |
1,02
|
|
3 |
Хлорид натрия
|
0,8 |
|
4 |
Формиат натрия |
0,14 |
Проанализировав данные таблицы, можно сделать вывод, что у формиата натрия коррозионная активность по сравнению с хлоридом натрия и хлоридом кальция в 8-10 раз ниже. При этом до -10°C формиат натрия по плавящей способности превосходит хлорид кальция.
При более низких температурах формиат натрия должен использоваться в качестве добавки в смеси, состоящие из веществ с более низкой температурой кристаллизации, так как он значительно снижает их коррозионную активность (см. Таблицу 3).
Таблица 3
Коррозионная активность ПГР на сталь 3 в зависимости от добавления формиата натрия
№ состава |
Состав противогололедного материала, % |
Коррозионная активность, мг/(см2*сутки) |
% снижения коррозионной активности |
||
CaCl2 |
NaCl |
HCOONa |
|
||
1 |
20,0 |
80,0 |
- |
0,79 |
|
2 |
19,0 |
76,0 |
5 |
0,69 |
12,66 |
3 |
17,8 |
71,1 |
11,1 |
0,6 |
24,05 |
4 |
16,0 |
63,8 |
20,2 |
0,55 |
30,38 |
5 |
14,0 |
56,0 |
30,0 |
0,50 |
36,70 |
6 |
10,0 |
40,2 |
49,8 |
0.38 |
51,89 |
7 |
4,0 |
16,0 |
80,0 |
0,22 |
72,15 |
8 |
1,2 |
4,8 |
94,0 |
0,12 |
84,81 |
Добавление формиата натрия в количестве от 5% до 11,1%, дает возможность уменьшить коррозионную активность многокомпонентных реагентов на металл на 0,017 мг на 1% формиата, в дальнейшем происходит снижение скорости коррозионной активности до 0,007 мг на каждый процент введенного формиата натрия (см. График 1).
График 1 Влияние количества формиата натрия, присутствующего в ПГР, на коррозию металла
