Ефективний захист від корозії сталевих труб

Практично будь-яка система внутрішньої інфраструктури і життєзабезпечення житлових будинків, муніципальних і комерційних будівель або промислових об'єктів, за великим рахунком є ​​розвинену мережу трубопроводів, що з'єднують між собою ті чи інші об'єкти системи в певному порядку.

У більшості випадків, наприклад при облаштуванні газопроводу, гарячого і холодного водопостачання, фекальної або кабельної каналізації, а також системи опалення та вентиляції, використовується підземна, повітряна або внутрішня прокладка металевих труб різного діаметру і розміру.

Залежно від режиму експлуатації та умов навколишнього середовища, металеві труби в процесі роботи можуть піддаватися тривалому впливу різних несприятливих чинників. Для вирішення цієї проблеми спеціально розроблена комплексна захист трубопроводів від корозії за СНіП 2.03.11-85 «Захист будівельних конструкцій від корозії».

Методи боротьби з корозією

Щоб допомогти читачеві розібратися, як забезпечити максимальну довговічність трубопроводу, в цій статті будуть розглянуті деякі варіанти активного та пасивного захисту металевих виробів, що входять до складу трубопровідних інженерних комунікацій.

Також тут буде докладна інструкція, в якій детально описані основні принципи виконання антикорозійного захисту для металевих виробів, призначених для експлуатації в агресивних умовах.

Класифікація шкідливих факторів

Як вже говорилося вище, характер і ступінь впливу зовнішніх факторів багато в чому залежить від конкретних умов експлуатації, таких як місце розташування труби, хімічний склад грунту, середньорічна температура і відносна вологість навколишнього середовища, наявність поблизу джерел постійного струму і т.д.

По механізму виникнення і ступеня руйнівного впливу всі шкідливі фактори умовно можна розділити на кілька видів.

1. атмосферна корозія виникає при взаємодії заліза з водяною парою, який міститься в навколишньому повітрі, а також в результаті прямого контакту з водою при випаданні атмосферних опадів. У процесі протікання хімічної реакції утворюється оксид заліза, або простіше кажучи, звичайна іржа, яка істотно знижує міцність металевих виробів, а з часом може призвести до їх повного руйнування.

1. Хімічна корозія виникає в результаті взаємодії заліза з різними активними хімічними сполуками (кислоти, луги та ін.). При цьому протікають хімічні реакції призводять до утворення інших сполук (солі, оксиди та ін.), Які також як і іржа, поступово руйнують метал.
2. електрохімічна корозія виникає в тих випадках, коли залізне виріб тривалий час знаходиться в середовищі електроліту (водний розчин солей різної концентрації). При цьому на поверхні металу утворюються анодні і катодні ділянки, між якими протікає електричний струм. В результаті електрохімічної емісії частки заліза переносяться з однієї ділянки в інший, що призводить до руйнування металевого виробу.
3. Вплив негативних температур в тих випадках, коли труби використовуються для транспортування води, призводить до її замерзання. При переході в твердий агрегатний стан, у воді утворюється кристалічна решітка, в результаті чого її обсяг збільшується на 9%. Перебуваючи в замкнутому просторі, вода починає тиснути на стінки труби, що в кінцевому підсумку призводить до їх розриву.

   Зверніть увагу! Істотна різниця середньорічних і середньодобових температур призводить до значних коливань загальної довжини трубопроводу, які викликані лінійним тепловим розширенням матеріалу. Щоб не допустити розриву труб і пошкоджень несучих конструкцій, через певну відстань на лінії необхідно встановлювати теплові компенсатори.

аналіз грунту

Для того щоб вибрати найбільш ефективний метод захисту, необхідно мати точні відомості про характер навколишнього середовища і конкретних умовах експлуатації сталевого трубопроводу. У разі прокладання внутрішньої або повітряної лінії цю інформацію можна отримати на основі суб'єктивних спостережень, а також виходячи з середньорічного кліматичного режиму для даного регіону.

У разі укладання підземного трубопроводу, корозійна стійкість і довговічність металу багато в чому залежать від фізичних параметрів та хімічного складу грунту, тому перед тим як рити траншею своїми руками, необхідно здати зразки грунту на аналіз в спеціалізовану лабораторію.

Найважливішими показниками, які потрібно з'ясувати в процесі аналізу, є такі якості грунту:

1. Хімічний склад і концентрація солей різних металів в грунтових водах. Від цього показника багато в чому залежить щільність електроліту і електрична проникність грунту.
2. Якісні та кількісні показники кислотності ґрунту, яка може викликати як хімічне окислення, так і до електрохімічної корозії металу.
3. Електричний опір ґрунту. Чим нижче значення електричного опору, тим більшою мірою метал схильний до руйнівної дії, викликаного електрохімічної емісією.

   Порада! Для отримання об'єктивних результатів аналізу, зразки грунту необхідно витягувати з тих шарів грунту, в яких буде проходити трубопровід.

Захист від впливу низьких температур

У разі підземної або повітряної прокладки водопровідних і каналізаційних мереж, найважливішою умовою їх безперебійної експлуатації є захист труб від замерзання і збереження температури води на рівні не нижче 0 ° С в холодну пору року.

Для зниження негативного впливу температурного фактора навколишнього середовища, застосовуються такі технічні рішення:

1. Прокладка підземного трубопроводу на глибині, що перевищує максимальну глибину промерзання грунту для даного регіону.
2. Теплоізоляція повітряних і підземних ліній за допомогою різних матеріалів з низькою теплопровідністю (мінеральна вата, пінопластові сегменти, пенопропіленовие рукава).

1. Зворотне засипання траншеї трубопроводу сипучим матеріалом з низькою теплопровідністю (керамзит, кам'яновугільний шлак).
2. Дренування прилеглих шарів грунту з метою зниження його теплопровідності.
3. Прокладка підземних комунікацій в жорстких закритих коробах з армованого залізобетону, які забезпечують наявність повітряного прошарку між трубою і грунтом.

Найбільш прогресивний метод того, як захистити труби від замерзання полягає у використанні спеціального кожуха, що складається з оболонки, виконаної з теплоізоляційного матеріалу, всередині якої покладений електричний нагрівальний елемент.

   Зверніть увагу! Глибина промерзання грунту для кожного конкретного регіону, а також методика її розрахунку регламентується нормативними документами СНиП 2.02.01-83 * «Підстави будівель і споруд» і СНиП 23-01-99 * Будівельна кліматологія.

Зовнішнє гідроізоляційне покриття

Найбільш поширеним способом боротьби з корозією металу є нанесення на його поверхню тонкого шару міцного водонепроникного захисного матеріалу. Найпростішим прикладом зовнішнього захисного покриття є звичайна водостійка фарба або емаль, наприклад захист газової труби, яка проходить по повітрю, завжди виконується за допомогою атмосферостійкою емалі жовтого кольору.

Підземні водопровідні та газопровідні комунікації, як правило, збираються з труб, які зовні попередньо покриті товстим шаром бітумної мастики, а потім обгорнуті щільною технічної папером. Також високу ефективність мають покриття з композитних або полімерних матеріалів.

Металеві елементи каналізаційних підземних комунікацій зсередини і зовні покривають товстим шаром цементно-піщаного розчину, який після застигання утворює однорідну монолітну поверхню.

Щоб самостійно підібрати підходящий матеріал для зовнішнього покриття, необхідно знати, що для забезпечення максимального захисту він повинен одночасно володіти декількома якостями.

1. Лакофарбове покриття після висихання повинна мати суцільну однорідну поверхню, що володіє високою механічною міцністю і абсолютною стійкістю до дії води.
2. Захисна плівка гідроізоляційного матеріалу, при зазначених властивості, повинна бути еластичною і не руйнуватися під впливом високих або низьких температур.
3. Вихідний матеріал для нанесення покриття повинен мати гарну плинністю, високої вкриває здатністю, а також гарну адгезію до поверхні металу.
4. Ще одним показником якісного ізолюючого матеріалу, є те, що він повинен бути абсолютним діелектриком. Завдяки цій властивості забезпечується надійний захист трубопроводів від блукаючих струмів, які підсилюють несприятливий вплив електрохімічної корозії.

   Порада! Найбільш ефективними рішеннями для ізоляції металу від навколишнього середовища прийнято вважати склади на основі бітумних смол, двокомпонентні полімерні композиції, а також рулонні полімерні матеріали на основі, що самоклеїться.

Активна і пасивна електрохімічний захист

Підземні інженерні комунікації в більшій мірі схильні до виникнення вогнищ корозії, ніж повітряні і внутрішні трубопроводи, тому що постійно знаходяться в середовищі електроліту, який представляє собою розчин солей, що містяться в складі ґрунтових вод.

Для того щоб звести до мінімуму руйнівний вплив, викликане реакцією заліза з водно-сольовим розчином електроліту, використовуються активні і пасивні методи електрохімічного захисту.

1. Активний катодний метод полягає в направленому русі електронів в ланцюзі постійного електричного струму. Для його виконання до негативного полюса джерела постійного струму підключається трубопровід, а до позитивного - анодний заземляющий стрижень, який заглиблюють в землю неподалік. Після подачі напруги електричне коло замикається через грунтовий електроліт, в результаті чого вільні електрони починають рух від заземлюючого стрижня до трубопроводу. Таким чином, заземлюючий електрод поступово руйнується, а звільнені електрони замість трубопроводу вступають в реакцію з електролітом.

1. Пасивна протекторна захист трубопроводів полягає в тому, що поруч із залізом в землі розміщують електрод з більш електронегативного металу, наприклад цинку або магнію, і з'єднують їх між собою електрично через контрольовану навантаження. У середовищі електроліту вони утворюють гальванічну пару, яка в процесі реакції, як і в попередньому випадку, викликає рух електронів від цинкового протектора до захищається трубопроводу.
2. електродренажного захист також є пасивним методом, який виконується шляхом підключення трубопроводу до захисного заземлення та виконаному відповідно в ПУЕ. Цей спосіб допомагає позбутися від виникнення блукаючих струмів і застосовується в разі розташування трубопроводу поблизу контактної електромережі наземного або рейкового транспорту.

   Зверніть увагу! Наочним прикладом пасивної протекторного захисту є всім відоме цинкове покриття виробів із заліза, або простіше кажучи, оцинковка.

висновок

Кожен з наведених методів має свої переваги і недоліки, тому використовувати їх потрібно в залежності від сформованих конкретних умов. На закінчення слід сказати лише те, що незалежно від обраного способу, ціна ремонту і заміни трубопроводу обійдеться значно дорожче, ніж вартість самої складної і трудомісткої захисту.

Для отримання додаткової інформації можна подивитися відео в цій статті або почитати схожі матеріали на нашому сайті.