Защита объектов транспорта и хранения нефти и газа от коррозии 3

Наиболее благоприятной средой для развития этих бактерий являются почвы с рН = 5÷9 (оптимально 6±7,5) при

25–30оС с пониженным содержанием кислорода, поэтому наиболее интенсивная коррозия возникает в болотистых почвах. В результате действия сульфатовосстанавливающих бактерий образуется сероводород, который, соединяясь с железом, дает сернистое железо FeS.

Кроме СВБ существует ряд других анаэробных бактерий. Метанобразующие бактерии стимулируют природный синтез метана из углекислоты и водорода в анаэробных условиях, тионовые бактерии окисляют сероводород до элементарной серы или элементарную серу до серной кислоты, нитратвосстанавливающие бактерии вызывают восстановление окисленных форм азота.

Анаэробные бактерии становятся особенно активными весной. Это подтверждается проявлением сильной коррозии в данный период года.

Из аэробных бактерий известны железобактерии. Жизнедеятельность аэробных железобактерий заключается в потреблении ими ионов железа и их переработке вместе с кислородом, что сопровождается выделением в качестве продуктов коррозии нерастворимой пленки гидроокиси железа Fe(OH)3 – (буро-красного цвета), трудно отделяемой от поверхности трубы.

Обычно в коррозионном процессе участвуют одновременно бактерии многих видов, проявляющих свою активность, как правило, в ассоциациях, что усиливает коррозионные разрушения конструкций.

Таким образом, влияние биологического фактора на коррозионный процесс может проявляться как путем непосредственного воздействия на металл продуктов, вырабатываемых микроорганизмами (сероводород), так и путем образования на металле пленок, которые способствуют возникновению коррозионных гальванических элементов от

17

Консорциум « Н е д р а »

дифференциальной аэрации. Поверхность конструкций, имеющих значительную протяженность (трубопроводы),

становится анодной по отношению к участкам, контактирующим с более аэрированной почвой, и коррозия ускоряется.

В анодных зонах возможно окисление гидрозакиси железа железобактериями. Отмечены сезонные колебания активности микрофлоры: зимой доминируют железобактерии, летом СВБ.

Микологическая (грибная) коррозия – это разрушение металлов и изоляционных покрытий под воздействием агрессивных сред,

формирующихся в результате жизнедеятельности микроскопических (плесневых) грибов и микроводорослей.

В отличие от бактерий мицелиальные грибы непосредственно коррозию не вызывают. Поражение возникают в процессе жизнедеятельности гриба на нестойких материалах (углеводородном топливе, лакокрасочных материалах,

органических загрязнениях и др.). Грибному разрушению подвержены металлы, полимерные материалы, лакокрасочные покрытия, нефтепродукты и др. Одни виды грибов поражают топлива, другие являются причиной разрушения нефтехранилищ и защитных изоляционных покрытий трубопроводов.

Установлено, что развитие гриба начинается в водной фазе на границе раздела водной фазы и продукта. Вода – основной фактор развития гриба, так как она составляет главную часть его клеточного строения. Если для развития сульфатовосстанавливающих, метанообразующих и железобактерий необходимы специальные условия, то для микрогрибов достаточно незначительного загрязнения и временного повышения влажности воздуха, и на поверхности конструкции образуется колония. Грибы не содержат хлорофилла и по способу питания относятся к гетеротрофам, т.е.

потребляют углерод из готовых органических соединений.

18

Консорциум « Н е д р а »

Особую опасность представляют грибы – продуценты кислот. Органические кислоты, продуцируемые грибами,

повышают агрессивность среды, стимулируя процессы коррозии металлов и деструкцию полимеров, и служат источниками углерода для дальнейшего развития микроорганизмов.

Как правило, грибы на определенных материалах образуют биоценозы, т.е. сообщества разных видов грибов или совместно с бактериями. Эти сообщества оказывают более сильное повреждающее действие, чем каждый вид в отдельности.

Таким образом, постоянная изменчивость микроорганизмов, миграция катодных и анодных зон, сочетание аэробных и анаэробных процессов, вступление в ассоциацию с бактериями грибов приводят к появлению значительных коррозионных эффектов и создают предпосылки к возникновению коррозионных разрушений конструкций.

Повреждения от биокоррозии носят локальный характер, глубина их иногда достигает критических величин,

приводящих к нарушению герметичности и прочности конструкций.

Степень опасности биокоррозии устанавливают бактеорологическим анализом образцов почвы, который проводят обычно на месте отбора проб, чтобы сохранить стабильность почвенных условий деятельности микроорганизмов.

Специальных методов, предотвращающих биокоррозию, практически не существует. Обычно используют те же средства и методы защиты, что применяют для защиты от почвенной коррозии и электрокоррозии. Уменьшение опасности биокоррозии иногда достигают путем добавления в засыпаемый грунт различных ядохимикатов, например,

извести, являющейся наиболее дешевым материалом. Высокое значение рН препятствует росту сульфатовосстанавливающих бактерий. Поэтому используют специальные засыпки, создающие высокое значение рН вокруг трубы.

19

Консорциум « Н е д р а »

Следует иметь в виду, что лучше всего сопротивляются воздействию микроорганизмов покрытия трубопроводов из полиэтилена и поливинилхлорида. Неопреновые покрытия, битумные и асфальтовые мастики, асбесты подвергаются разрушению микроорганизмами.

6.Защита от биокоррозии

Вопросу защиты от биокоррозии строительных материалов на минеральной основе – бетона, кирпича и гипса до настоящего времени не уделяется достаточное внимание, несмотря на то, что биоразрушение конструкций и декоративных отделочных материалов жилых и производственных зданий и сооружений в современных условиях становится все более распространенным явлением.

Наиболее широко используемыми способами борьбы с биокоррозией минеральных строительных материалов являются обработка поверхности конструкций хлорсодержащими составами, озоном высокой концентрации в газообразной форме, в виде водного раствора или аэрозоля или анодным гелем, получаемым при электродном разложении воды постоянным электрическим током.

В штукатурных составах применяются пентахлорфенолят натрия, цетазол и трилан. Для защиты бетонных полов используются медный порошок, оксихлорид магния и формалин.

Используются также органические четвертичные аммониевые основания, медные соли уксусно-мышьяковистой и мышьяковистой кислот, катионные ПАВ "Катамин" и "Катапин", оловоорганические соединения, соли высших жирных аминов, хлоргидраты аминопарафинов и неорганические соли фтористой и кремнефтористой кислот, бура, борная кислота.

20

Консорциум « Н е д р а »

Однако, широкий спектр материалов для защиты от коррозии минеральных оснований является кажущимся и весьма ограниченным, в связи высокой стоимости одних способов и материалов, высокой опасностью в применении и эксплуатации для человека и окружающей среды других, узостью биоцидного спектра действия или быстрой потерей бактерицидной эффективности в процессе эксплуатации строительных конструкций.

Эффективное противодействие возникновению и распространению биокоррозии объектов можно достигнуть лишь в том случае, если будут проводиться три блока мероприятий:

-в отношении источника выделения биоповредителей (пораженного биокоррозией здания);

-в отношении объектов, через которые распространяется и передается биоповредитель (компоненты строительного материала, строительный мусор, спецоджежда);

-в отношении восприимчивого к биоповредителю объекта (строящегося или здорового здания, сооружения).

Все три блока мероприятий тесно взаимосвязаны и направлены на исключение или обеспечение максимального

снижения вероятности появления биокоррозии зданий и сооружений.

Вдостижении этого результата очень большое значение имеют те мероприятия, которые обеспечивают уничтожение биоповредителя на пораженных таким видом биокоррозии зданиях или сооружениях, а также на строительном мусоре от них.

Внастоящее время для этого применяются различные дезинфекционные технологии, в основе которых лежит умерщвляющее физическое, химическое или комбинированное воздействие на биоповредителя. В силу доступности,

простоты реализации, и ,как правило, более оптимального соотношения материальных и финансовых затрат, чаще

21

Консорциум « Н е д р а »

применяются технологии, в которых в качестве дезинфицирующих агентов используются жидкие дезинфицирующие средства.

В большинстве своем, существующие сегодня рекомендации по использованию дезинфекционных технологий для борьбы с биокоррозией сводятся к следующему. Пораженная биоповредителем, например, поверхность штукатурки или бетонной конструкции подвергается одно или двукратной, в зависимости от степени поражения, обработке раствором дезинфицирующего средства путем орошения им из гидропульта или протирания смоченной в растворе щеткой. После высыхания обработанной поверхности, рекомендуется провести механическую зачистку,

предусматривающую частичное или полное удаление штукатурки с пораженного участка, а затем обработку раствором дезинфектанта очищенной поверхности участка и восстановление этого участка после высыхания дезраствора.

К сожалению, ни в одних рекомендациях не оговаривается, что надо делать с удаленной штукатуркой: как ее обеззараживать, где складировать и утилизировать. Не указано, как дезинфицировать, использованные в работе с зараженной штукатуркой инструменты и рабочую одежду, которые, как правило, используются в последующем при восстановительном ремонте.

На практике не выполняется ни бактериологического (микологического) контроля эффективности обеззараживания, ни оценки устойчивости уничтожаемого биоповредителя к действию применяемого раствора дезинфицирующего средства. В связи с этим, имеется большая, почти стопроцентная вероятность сохранения жизнеспособных биоповредителей на оставшейся и удаляемой штукатурке или бетонной конструкции. В этом случае,

естественно, будет сохраняться и вероятность попадания биоповредителя на отремонтированный участок штукатурки и

22

Консорциум « Н е д р а »

возобновления его биокоррозии, обсеменения объектов окружающей среды. То есть, трудоемкая работа и затраты на нее могут быть произведены напрасно.

Для применения в России зарегистрировано более 300 дезинфицирующих средств. Однако перечень дезсредств,

пригодных для применения в борьбе с биоповредителями, весьма ограничен. В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют пока средства на основе полигексахлорметилгуанидина (ПМГ) и четвертичных аммониевых соединений

(ЧАС). Они обладают в отношении микробов и грибов бактерицидным и фунгицидным (убивающим), а в низких концентрациях выраженным бактериостатическим и фунгистатическим (препятствующим росту и размножению)

действием. Поэтому, присутствуя в остаточных количествах "на" или "в" объекте после обработки, они могут в присутствии влаги оказывать угнетающее действие на структуры микробов и грибов, обеспечивающих процесс их роста и размножения. Даже в бактерицидных и фунгицидных концентрациях, рабочие растворы таких средств, как правило,

по токсичности не превышают требований 4 класса (малоопасных) веществ, что дает возможность использования их в присутствии людей.

Список литературы

1.Трубопроводный транспорт нефти / С.М. Вайншток, В.В. Новоселов, А.Д. Прохоров, А.М. Шаммазов и др.;

под ред. С.М. Вайнштока: Учебник для вузов: в 2 томах – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004.

2.С.Н. Давыдов, В.В. Кравцов «Техника антикоррозионной защиты оборудования и сооружений» – Учебное пособие. Уфа, 2000.

3.Ф.М. Мустафин, И.Ш. Гамбург, Д.Н. Веселов «Контроль качества изоляционно-укладочных работ при строительстве трубопроводов» – Учебное пособие. Уфа, ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001.

23

Консорциум « Н е д р а »

4.В.В. Кравцов «Защита от коррозии внутренней поверхности стальных резервуаров» – Уфа, 2003.

5.Зиневич А.М., Глазков В.И., Котик В.Г. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии. – М.: Недра, 2000.

–288 с.

6.Красноярский В.В., Лунев А.Ф. Применение протекторов для защиты подземных трубопроводов от коррозии. – М.: Москва, 2000.

7.Никитенко Е.А. Ремонт изоляции и коррозионных повреждений на магистральных газопроводах. – М.: Изд.

ЦНТИ Газпрома, 2000.

8.Противокоррозионная защита магистральных трубопроводов и промысловых объектов. Учебное пособие. /

Под ред. Конева А.В., Марковой Л.М., Иванова В.А., Новоселова В.В. − М., 2004.

24

Консорциум « Н е д р а »