4.4. Биохимическая коррозия

Биохимическая коррозия вызывается различными микроорганизмами, использующими металл как питательную среду или выделяющими продукты, которые разрушающе действуют на металл. Так, ряд почвенных бактерий вырабатывает вещества, агрессивно действующие на металлы: CO₂, SO₂, H₂S и др.

Обычно этот вид коррозии накладывается на химическую и электрохимическую. Наиболее благоприятны для биохимической коррозии почвы определенного состава, застойные воды и некоторые органические продукты.

Известно, что сероводород, содержащийся в продукции нефтяных и газовых скважин, имеет в основном биогенное происхождение. При закачке в пласт высокоминерализированных сточной, речной, озерной, морской вод создаются благоприятные условия для микробиологических процессов. Наибольший вред приносят сульфатвосстанавливающие и тионовые бактерии. Коррозия при участии микробиологических процессов протекает на участках оборудования, где застаивается вода и малая концентрация кислорода. Например, днища резервуаров, обсадных колонн, внутренние поверхности оборудования стальных магистральных водоводов, систем конденсационно-холодильного оборудования. Биокоррозия может наблюдаться как в аэробных (в присутствии кислорода), так и в анаэробных (без кислорода) условиях. Анаэробные бактерии получают энергию для жизнедеятельности за счет разложения органических и неорганических соединений. Сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ) в процессе своей жизнедеятельности превращают сульфаты и сульфиты в сероводород, окисляя молекулярный водород, который присутствует в природных водоемах или выделяется в результате катодной реакции при коррозии стального оборудования. Процесс сульфаторедукции может быть описан реакцией

2H+ + SO42– + 4H2 H2S + 4H2O.

(4.23)

Анаэробные бактерии могут непосредственно вырабатывать в своей жизнедеятельности сероводород, углекислый газ и другие активные агрессивные соединения.

4.5. Коррозия блуждающими токами

Большую роль в коррозии подземных сооружений играет блуждающий электрический ток. Его источниками являются установки, работающие на постоянном токе: электросварочные аппараты, трамваи, метро, электрофицированные железные дроги и т.д. Расположенные поблизости трубопроводы и кабели подвергаются особенно энергичному разрушению. Механизм действия блуждающего тока показан на рис. 13. От положительного полюса по воздушному проводу ток поступает в мотор и возвращается по рельсам к отрицательному полюсу источника. Из-за неоднородности рельсовых путей (например, стыки на них) при прохождении тока возникают участки с более высоким или более низким потенциалом (анодные и катодные участки рельса). И так как рельс контактирует с проводящей средой – почвой, то при благоприятных обстоятельствах создается возможность утечки тока в землю с анодных участков и возвращение его в рельс на катодных участках. Чем больше разность потенциалов рельс – земля и меньше сопротивление почвы, тем больше блуждающий ток, который может достичь 300 А.

Блуждающие токи действуют в радиусе нескольких десятков километров. Если на пути их встретится металлическая труба, которая оказывает меньшее сопротивление прохождению тока, то ток входит в трубу, некоторое время протекает по ней и в каком-то месте выходит из нее. Место выхода блуждающего тока из почвы в трубу является катодным участком, а место выхода его из трубы в почву – анодным. Анодные участки рельса и трубы разрушаются в результате окисления железа Fe–2ē →Fe²⁺. На катодных участках восстанавливаются ионы водорода (при отсутствии более электроположительных ионов) 2Н⁺+2ē → Н₂. Величина блуждающего тока определяет интенсивность коррозии и степень разрушения конструкций. Блуждающие токи возникают и в конструкциях приборов при нарушении изоляции.

Рис. 13. Коррозия блуждающими токами