2.3.8. Подземная коррозия

Подземная, или грунтовая, коррозия металлов объединяет коррозию в почвах и грунтах и является разновидностью элект­рохимической коррозии. Она поражает нефтяные, газовые или водные подземные трубопроводы, а также сваи, кабели и другие подземные сооружения.

Коррозионная активность грунта определяется его порис­тостью (воздухопроницаемостью), влажностью, солевым соста­вом, электропроводностью, значением рН. Особенно опасны почвы, имеющие повышенную кислотность (рН ниже 3) и уме­ренную влажность (около 20%). В сухих грунтах коррозия практически не протекает.

Механизм подземной коррозии аналогичен или механизму атмосферной коррозии (в случае невысокой влажности и хоро­шей воздухопроницаемости), или механизму коррозии при пол­ном погружении металла в электролит. Подземные трубопрово­ды могут корродировать также за счет работы протяженных макрогальванических пар, возникающих из-за неодинаковой аэрации или различия в составе грунта на соседних участках. При этом катодные и анодные участки могут находиться на рас­стоянии до нескольких километров один от другого.

Грунтовая коррозия чрезвычайно опасна тем, что поражение нередко принимает форму питтинга или раковин. Таким обра­зом, глубина проникновения очагов коррозии может быть вели­ка, что представляет серьезную угрозу для трубопроводов.

С грунтовой коррозией борются главным образом путем изоляции металла нефтебитумными композициями; эффективна также изоляция липкой полиэтиленовой или полихлорвинило­вой лентой. Эти виды защиты обычно комбинируют с электро­химическими методами защиты. Более подробно методы защиты трубопроводов рассмотрены в 3 главе.

2.3.9. Электрокоррозия

Электрокоррозия — это электрохимическая коррозия под действием внешнего источника постоянного тока. Наиболее рас­пространена коррозия как результат действия блуждающих токов. Источником блуждающих токов являются железнодо­рожные пути электропроездов, рельсовые пути трамвайных ли­ний, силовые шины в электролизных цехах. Параллельные цепи блуждающих токов возникают из-за недостаточной изоляции рельсов от земли или силовых шин от пола; при наличии жид­костных мостиков, создаваемых в электролизных цехах магистралями централизованной подачи или отвода электролита; из-за плохого контакта между отдельными участками рельсово­го пути.

Рис. 34. Схема коррозионного воздействия блуждающих токов на подзем­ные металлические коммуникации:

I — катодная зона; II — нейтральная зона; III — анодная зона

Если в зоне блуждающих токов оказываются металлические магистрали (трубопроводы, кабели), то они становятся частью параллельной цепи, так как имеют несравнимо более высокую проводимость по сравнению с почвой. Участок входа тока ста­новится катодной зоной, участок выхода тока — анодной, сред­няя часть составляет нейтральную зону (рис. 34).

Скорость коррозии может быть значительной, так как блуждающие токи достигают значений 200 А и выше, составляя в среднем 10 - 20 А. Многое зависит от проводимости почвы, т.е. от ее солевого состава, влажности, а также от состояния изоляции трубопровода. При повреждении изоляции в отдель­ных точках анодной зоны коррозия резко возрастает из-за воз­никающей высокой плотности тока. Если сталь корродирует только в анодной зоне, то амфотерные металлы - свинец, алю­миний - разрушаются и на катодных участках из-за подщелачивания среды по механизму коррозии с кислородной деполяризацией.

Другой разновидностью электрокоррозии является коррозия нерастворимых анодов в некоторых электрохимических произ­водствах под действием анодной поляризации. Возможность такой коррозии возникает при повышении анодного потенциала выше допустимых значений за счет краевого эффекта или иных причин, например активации анодного процесса ионами хлора. Так, анодно растворяется платиновый анод при электролизе сер­ной кислоты в производстве перекиси водорода. Даже при опти­мальной плотности тока 0,6 А/см² потеря платины может дос­тигать 10 г на 1 г 100%-ной перекиси водорода.

Основными методами борьбы с коррозией блуждающими токами являются надежная электроизоляция, применение изо­лирующих вставок, электродренаж, а также катодная защита.