Коррозионные свойства

Коррозией называется процесс разрушения минералов вследствие электрохимических или физических процессов. Подземная коррозия – металлические предметы, помещенные в грунт, разрушаются. Одной из причин подземной коррозии является действие блуждающих токов. Эти токи чаще всего связаны с эксплуатацией ЛЭП (кабели) Разработаны методы контроля. Коррозия металла – явление электрохимической природы. Согласно теории ЭХ коррозии при соприкосновении металла с электролитом на поверхности металла возникает большое количество коррозионных элементов. Природа коррозионных элементов аналогична природе гальванических, которые возникают из-за разности электрических потенциалов отдельных участков поверхности металла, контактирующих с электролитом, 2 таких участка соединяются между собой проводящим металлом, погруженным в электролит. Вследствие этого возникает замкнутая электрическая цепь, в которой течет постоянный электрический ток. На анодных участках происходит разрушение металла вследствие перехода его ионов в электролит. Подземная коррозия оценивается скоростью или сроком по истечении которого на поверхности трубопровода возникает первый сквозной питтинг (каарпа). Скорость его появления в стальном трубопроводе d=300мм и толщиной стенки 9 мм > 20 лет при низкой коррозионной активности грунта, при высокой 1-3 года.

Для характеристики используют ρ – удельное сопротивление. Между электрическим сопротивлением грунтов КАГ существует прямая зависимость. Чем меньше ρ, тем больше КАГ.

Низкая ρ>100 Ом*м/м

Высокая ρ=5-10 Ом*м/м

Лабораторный метод определения коррозионной активности заключается в следующем:

В банку помещается грунт, а в грунт металлическая трубка, в течение определенного времени пропускается ток, по уменьшению веса трубки определяется активность.

Учитывается содержание нитрат-ионов, органики и рН грунтов.

Низкая <0,0001 мг-экв/100 г породы Нитрат иона

Высокая >0,0001 мг-экв/100 г породы Нитрат иона

Низкое содержание органики <0,01г

Высокое содержание органики <0,02г

рН 6,5-7,5 – низкая

рН >7,5 – высокая

В гумидных условиях кислые; рН<5 или >9 – коррозионная активность по отношению к свинцу высокая.

Коррозионная активность зависит от химического состава грунтов, наличия водорастворимых соединений.

С повышением Cl^- и SO₄^2- коррозионная активность повышается.

По разному влияют катионы Са и Na, которые обусловливают водо и газонепроницаемость грунтов. И снижение и понижение коррозионной активности зависит от влажности. В сухих грунтах коррозионная активность = 0, т.к. нет электролита. В водонасыщеных грунтах без доступа O₂ коррозионная активность =0.

Начало формирования коррозионных центров проявляется с возникновением прочносвязной воды. При гигроскопичной влажности формируются коррозионные центры, при повышении влажности коррозионная активность повышается.

Эксперименты показывают, что в связных грунтах предельная влажность, которая способствует возрастанию до максимальной составляет 10-12%, в песках ниже, при дальнейшем повышении влажности скорость остается постоянной до влажности 20-25%. Поры еще не полностью заполнены водой и есть возможность газообмена и отмечается максимальное значение коррозионной активности. При дальнейшем повышении влажности, скорость коррозии уменьшается и при полном насыщении равна 0.

Существенное влияние оказывают микроорганизмы, сульфатвосстанавливающие, железистые, водородосвязующие, развивается биокоррозия (встречаются на глубине до 6 км).