Оцените какую опасность представляют почвенная коррозия

Почвенной коррозии подвергаются различные металлические крупногабаритные стальные конструкции (трубопроводы, гидросооружения, сваи, опоры, шпунты и др.). Коррозия металлов в почве протекает по электрохимическому механизму, в основном с кислородной деполяризацией. Почвенная коррозия металлов имеет свои особенности, которые характерны только для этого вида коррозии: скорость коррозии определяется не только составом почвы, но и составом грунтовых вод, структурными составляющими почвы, микропористостью, температурой, воздухопроницаемостью, омическим сопротивлением среды и др.

Блуждающие токи в условиях почвенной коррозии оказывают большое влияние на протекающий коррозионный процесс металлических конструкций и вызывают усиление коррозии.

Коррозионный процесс разрушения металла в почве ускоряется также под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов — бактерий.

Коррозия в почвенных условиях протекает обычно с образованием местных глубоких поражений или разрушения носят точечный характер.

Скорость коррозии углеродистой стали в почве иногда очень велика и достигает в отдельных случаях 7—8 мм в год. Это объясняется возникновением микропор вследствие аэрационной неоднородности почв. Органические кислоты, образующиеся в почве в результате бактериальных процессов, также усиливают коррозию, но особенно большую опасность представляют так называемые сульфатредицирующие бактерии, жизнедеятельность которых связана с процессом восстановления сульфатных солей, содержащихся обычно в почвах. При этом процессе выделяется свободный кислород, который может быть использован как деполяризатор катодных участков металлических конструкций.

При оценке опасности коррозии имеет значение кислотность почвы. Встречаются почвы (торфяные, болотистые), у которых значение рН меньше 3.

Обычные стали подвержены коррозии почти во всех почвах.

В некоторых почвах чугун (богатый графитом) подвержен особой форме коррозии (графитизации), в результате которой чугун становится губчатым. Механическая прочность такого чугуна незначительная; чугунную трубу, например, можно сломать руками.

Средняя скорость коррозии углеродистых сталей, определенная за длительный промежуток времени, находится в пределах 0,2— 0,4 мм/год, максимальная же проницаемость может достигать 1—2 мм в год.

 

29. Укажите пример протекторной защиты от коррозии

Протекторная защита представляет собой использование специального вещества — ингибитора, который является металлом с повышенными электроотрицательными качествами. Под воздействием воздуха протектор растворяется, в результате чего основной металл сохраняется, несмотря на воздействие коррозийных факторов. Протекторная защита — одна из разновидностей катодного электрохимического метода. Данный вариант антикоррозийных покрытий особенно часто применяется, когда предприятие стеснено в своих возможностях по организации катодной защиты от коррозийных процессов электрохимического характера. Например, если финансовые или технологические возможности предприятия не позволяют построить линии электропередач.

Суть коррозийных процессов сводится к тому, что наименее активный метал в период взаимодействия, привлекает к собственным ионам электроны более активного металла. Таким образом, в одно и то же время осуществляется сразу два процесса: восстановительные процессы в металле с меньшей активностью (в катоде); окислительные процессы металла анода с минимальной активностью, за счет чего и обеспечивается защита трубопровода (или другой стальной конструкции) от коррозии. Спустя некоторое время эффективность протектора падает (в связи с потерей контакта с защищаемым металлом или же из-за растворения защищающего компонента). По этой причине возникает потребность в замене протектора.
Пример1.К примеру, для магния характерна высокая скорость развития коррозии, на алюминии стремительно образовывается толстая оксидная пленка, а цинк растворяется очень неравномерно из-за своей особой крупнозернистой структуры. Чтобы свести на нет подобные отрицательные свойства чистых металлов, в них добавляют легирующие элементы. Иначе выражаясь, защита газопроводов и других металлических конструкций осуществляется за счет использования всевозможных сплавов.

Нередко применяются магниевые сплавы. Помимо основного компонента — магния — в их составе имеется алюминий (5-7%) и цинк (2-5%). Кроме того, добавляются небольшие количества никеля, меди и свинца. Магниевые сплавы актуальны для защиты от коррозии в условиях сред, где показатель pH не превышает 10,5 единиц (традиционный грунт, пресные и слабосоленые водоемы). Данный ограничивающий показатель связан с быстрой растворяемостью магния на первом этапе и дальнейшим появлением труднорастворимых соединений.
Протекторы на основе цинка чаще используются для защиты от коррозии тех металлических конструкций, где технологические условия требуют наивысшей степени противопожарной безопасности и взрывобезопасности. Примером востребованности таких сплавов являются газопроводы и трубопроводы для транспортировки горючих жидкостей. Кроме того, цинковые составы, в результате анодного растворения, не образуют загрязняющих веществ. Поэтому такие сплавы практически безальтернативны, когда нужно защитить трубопровод для транспортировки нефти или металлоконструкции в танкерных судах.

Пример2.
Для предотвращения коррозии стальных конструкций применяется протекторная защита: создаётся электрический контакт защищаемой конструкции с протектором – более активным металлом (обычно Zn, Mg, Al или их сплавы). При таком контакте возникает гальваническая пара типа Zn — Fe и коррозии подвергается протектор, а не сама стальная конструкция (трубопровод, корпус корабля и т.п.). Например, корпус корабля защищают протектором – цинковые брусья, которые крепят в нескольких местах днища корабля. Под действием морской воды и кислорода цинк разрушается, а корпус корабля защищается, таким образом, от коррозии. При этом протекают следующие электрохимические процессы:

Анодныйпроцесс: Zn⁰ -2 = Zn²⁺;
Катодный процесс:
а) в нейтральной или щелочной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2  = 2OH^-;
б) в кислой среде: 1/2O₂ + 2H⁺ + 2 = H₂O

Таким образом, цинк разрушается, окисляясь до ионов Zn2+, которые с гидроксильными ионами образуют нерастворимый гидроксид Zn(OH)2 или в виде ионов Zn2+ уходит в раствор, если реакция среды кислая. Основной металл остаётся неповреждённым.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: