Защита металла в земле от коррозии

Содержание
  1. Почвенная коррозия: причины, процесс, защита трубопровода
  2. Что такое почвенная коррозия и как появляется
  3. Факторы развития почвенной коррозии
  4. Влага
  5. Пористость
  6. Кислотность
  7. Электропроводность
  8. Минералогический состав
  9. Температура
  10. Почвенные микроорганизмы
  11. Протекание и особенности почвенной коррозии
  12. Как не допустить появления почвенной коррозии
  13. Использование специальных покрытий или дополнительных изоляционных материалов
  14. Нагнетание искусственной атмосферы
  15. Электрохимическая защита
  16. Правильная укладка
  17. Оцинковка как эффективный метод защиты
  18. Какие средства используются при антикоррозийное обработке металла
  19. Виды коррозии
  20. Характерные типы поражения ржавчиной
  21. Способы защиты от коррозии
  22. Промышленные
  23. Бытовые
  24. Как провести обработку своими руками?
  25. Защитные краски
  26. Стандартная схема антикоррозийной обработки
  27. Нормы и правила СНиП
  28. Защита металла в земле от коррозии – Справочник металлиста
  29. Коррозия металла и способы защиты от нее
  30. Защитные краски по металлу
  31. Защита металла в земле от коррозии
  32. Металл и пластик: за и против
  33. Вокруг агрессия!
  34. Главное — качество!
  35. Защита металла от коррозии
  36. Проведение тестирования
  37. Лучшая защита металла от коррозии: результаты лабораторных анализов
  38. Почвенная коррозия
  39. Влияние влажности грунта на почвенную коррозию металла
  40. Пористость (воздухопроницаемость) грунта
  41. Кислотность грунта
  42. Электропроводность грунта
  43. Минералогический состав и неоднородность грунта
  44. Влияние микроорганизмов на почвенную коррозию металлов
  45. Механизм и особенности почвенной коррозии металлов
  46. Особенности почвенной коррозии металлов:
  47. Методы защиты от почвенной коррозии
  48. Нанесение защитных покрытий. Изоляция
  49. Создание искусственной  атмосферы
  50. Электрохимическая защита металла от почвенной коррозии
  51. Специальные методы укладки

Почвенная коррозия: причины, процесс, защита трубопровода

Защита металла в земле от коррозии

Когда металл помещается в почву, он оказывается во враждебной среде, способной спровоцировать появление коррозии.

Если не защитить металл, столкнетесь с проблемой разрушения, потерей целостности стальных опор и другими сложностями.

В этой статье мы подробно расскажем, что такое почвенная коррозия металла, как появляется и какие факторы способны усугубить положение. Также мы затронем и вопросы защиты, позволяющей свести к минимуму негативное воздействие агрессивной среды.

Что такое почвенная коррозия и как появляется

Как понятно из названия, это явление представляет собой стремительное ржавение металлических изделий при постоянном контакте с грунтом. По статистике, не менее 4% металла в мире ежегодно приходит в негодность под действием такого процесса.

Особенно сложно приходится с трубопроводами, подземными герметичными резервуарами, опорами металлоконструкций – их сложно проверить на целостность.

Иногда проблему обнаруживают слишком поздно, когда возникает обрушение или выявляется протечка транспортируемого по трубам вещества.

Процесс почвенной коррозии связан с самим составом и структурой грунта. Он может быть пористым, легко проводить воздух и воду – опасные факторы распространения коррозии на открытом воздухе.

Риск увеличивает особый химический состав почвы, а также использование специальных удобрений.

Особенно высокий уровень опасности представляют глинистые почвы, в которых влага задерживается надолго. Меньше всего риска при закапывании металла в песчаный грунт.

Не стоит также сбрасывать со счетов и вероятность контакта с водой и водоносными пластами, залегающими близко к поверхности.

Факторы развития почвенной коррозии

Чтобы лучше понять специфику защиты от коррозийного процесса, нужно понять, что его вызывает и как он развивается.

Есть 7 факторов, влияющих на высокую опасность.

Влага

Сама структура почвы такова, что она зачастую наполнена влагой. Вода остается после дождя и искусственного орошения, просачивается из грунтовых пластов. В атмосфере опасным считается уровень влажности выше 50% – при нем начинает появляться ржавчина. В почве этот показатель уже 15-25% в зависимости от состава.

Ученые говорят о том, что в грунте вода может быть в трех основных состояниях. Капиллярная скапливается в порах, связанная сохраняется в виде специальных соединений. Есть и еще одно состояние – гравитационное. Оно обеспечивает подвижность и часто доставляет воду напрямую к металлоконструкции.

Пористость

На открытом воздухе постоянный доступ кислорода и его контакт с металлом становятся дополнительными факторами риска. Есть грунты с высокой, средней и малой воздухопроницаемостью.

На это влияет влажность, плотность и другие показатели. Чем больше воздуха поступает к металлу, тем более агрессивной считается среда.

Опасность воздуха заключается в его способности стимулирования процесса коррозии, а также в примесях, содержащихся в составе.

Сложность добавляет и то, что те же трубопроводы на своем пути проходят через разные почвенные зоны и для каждой их них нужно предусмотреть меры защиты.

Кислотность

Сам по себе грунт – это агрессивная среда. Уровень кислотности варьируется в диапазоне 6,0-7,5 и обозначается как рН. Есть виды почв, в которых кислотность сильно негативно отражается на состоянии металла.

К ним относятся чернозем, суглинки, подзол, болотистые грунты, торф, щелочные солончаки. В них сталь и другие материалы начинают портиться в 2-5 раз быстрее, в зависимости от состава.

Электропроводность

Этот показатель связан с составом почвы. Указывается в Ом на метр. Соленые грунты отличаются лучшими параметрами электропроводности.

Это напрямую влияет на анодные и катодные процессы, так что материал портится быстрее. Это актуально для таких видов сырья, как чугун и сталь.

Минералогический состав

Этот параметр влияет на степень сопротивления грунта, а также на его электропроводность. Стандартные показатели минерализации на уровне 10 – 300 мг/л.

Но использование некоторых видов удобрений приводит к росту таких параметров, а также стимулирует появление гальванопар. Они сильно ускоряют почвенную коррозию.

Температура

Во многом здесь такое же соотношение, как и в случае с ржавением под влиянием атмосферы. На максимальные температуры почвы влияет ее состав и другие характеристики. При высоких температурах коррозия протекает быстрее, а воздействие влаги становится намного более агрессивным.

Зимой процесс замедляется, потому что жидкость из пустот в капиллярном состоянии уже оказывает влияния на состояние металла.

Говоря о температуре, стоит также упомянуть риск появления термовальганических пар. Проблема характерна для трубопроводов с большой протяженностью прокладки – у них на разных участках уровень температуры отличается.

Почвенные микроорганизмы

Не стоит забывать о том, что почва является домом для большого количества различных микроорганизмов. Она заселена как аэробными, так и анаэробными формами жизни.

Жизнедеятельность таких организмов и приводит к тому, что в почве накапливается много веществ, негативно влияющих на состояние металла.

Протекание и особенности почвенной коррозии

Как и другие коррозийные процессы, такой вид порчи материала относится к электрохимическому типу процессов.

В зависимости от типа грунта, протекают как катодные, так и анодные процессы. Они отличаются по принципу развития. Там, где затруднен доступ для воздуха, протекает катодный контроль, в то время как анодный характерен для грунтов с высокой степенью влажности. 

От первоисточника и характера зависит, к какой категории относится коррозийный процесс. Он может быть вызван самой почвой или наличием в ней блуждающих токов. Вторая ситуация значительно более опасна и оказывает серьезное разрушительное воздействие.

При развитии такого процесса металл начинает постепенно разрушаться, теряет свою прочность. Для почвы характерно появление на изделии язвенных поражений – очагов, в которых процесс проявляется особенно сильно.

Также специалисты наблюдают возникновение макро и микропар.

Как не допустить появления почвенной коррозии

Здесь мы подходим к важному вопросу – к защите от почвенной коррозии. Современные методы позволяют значительно увеличить качество такого процесса и создать хороший уровень безопасности от коррозийных поражений.

Рассмотрим наиболее распространенные варианты защиты. Отметим также, что некоторые из них можно использовать не только для профилактики, но и чтобы затормозить развивающийся процесс или сделать его значительно медленнее.

Использование специальных покрытий или дополнительных изоляционных материалов

Это один из самых распространенных методов, используемых для блокировки почвенной коррозии газопроводов и других протяженных подземных коммуникаций.

При использовании покрытия удается ограничить доступ всем потенциальным разрушительным факторам к металлу. Среди требований к разным типам покрытия – монолитность по всей длине.

Если слой потрескался и поцарапался, в этом месте может появиться и распространиться даже ржавчина. Также в обязательном порядке нужна защита от агрессивных химических сред и перепадов температур.

Вне зависимости от окружающей обстановки состав не должен менять своих характеристик.

Сами материалы могут быть двух типов:

  • Мастичные. Это составы на основе каменного угля или битума. Легко намазываются на поверхность трубы, ложатся ровным слоем и максимально долговечны.
  • Полимерные. Основаны на полимерных соединениях. Они могут быть как в виде эмали, так и специальных лент.

Высокие требования предъявляются и к качеству нанесения материалов на трубы. Не должно быть непроработанных участков. Также соблюдается и максимальная толщина.

Для битумных вариантов она должна составлять не менее 3 мм. На особенно опасных участках – до 9 мм.

Хорошо себя показывает и полимерная изоляция, созданная в виде специальной внешней скорлупы.

Ее легко установить на трубу для защиты газопровода от почвенной коррозии, а на теплотрассу – от потери тепла.

Нагнетание искусственной атмосферы

Метод практикуется на длинных, ответственных трубопроводах, которые особенно важно сохранить в целости. Так как на пути прокладки могут встречаться разные виды грунтов, металл засыпается землей с нужными показателями.

Это достаточно дорогостоящий процесс, но в сочетании с другими методами защиты он показывает себя с лучшей стороны.

Электрохимическая защита

При таком методе удается создать специальную поляризацию – либо катодную, либо анодную, в зависимости от текущих условий эксплуатации инженерных коммуникаций.

Для того, чтобы заработала катодная защита, металлу нужно передать отрицательный потенциал. В таком случае окисление будет сильно затруднено, во многих видах почв позволит полностью избавиться от коррозии или сильно замедлить ее.

Устанавливается как протекторная защита, так и катодная.

Правильная укладка

Большое значение имеет и обустройство самой трассы прокладки. Так для теплотрасс можно устанавливать не только внешнюю изоляцию, но и специальную скорлупу из бетона и плит с высоким уровнем герметизации.

Таким образом, к металлу не просочится грунтовая вода.

Оцинковка как эффективный метод защиты

Стоит также помнить и о предварительной защите – использовании метода цинкования металлических деталей для высокого уровня защиты от развития коррозии. Наша компания предоставляет именно такие услуги.

При оцинковке, на поверхности появляется тонкий защитный слой. Он отличается высоким уровнем стойкости и ограждает материал от влияния неблагоприятных внешних факторов. При этом, в почве оцинкованное покрытие не так подвержено механическим повреждениям, служит намного дольше.

Оно также может использоваться в сочетании с другими методами, описанными в этой статье.

Наша компания занимается оцинковкой продукции для надземного и подземного использования с 2007 года. Гарантируем всем заказчикам высокий уровень качества проведения работ, отвечаем на все интересующие вопросы.

Среди наших преимуществ:

  • Возможность работы даже с крупными партиями товаров.
  • Три цеха горячего цинкования для увеличения скорости и соблюдения сроков.
  • Самая глубокая ванная для оцинковки в ЦФО, дающая возможность работы с любыми видами деталей.

Мы предлагаем клиентам удобные условия работы и готовы рассмотреть даже срочные заказы. Чтобы узнать подробности, звоните нам или оставляйте заявку на сайте.

Вернуться к статьям

Какие средства используются при антикоррозийное обработке металла

Защита металла в земле от коррозии

Металлы используются практически везде. Основная проблема этих материалов в том, что они подвержены коррозии. Ржавчина постепенно разрушает структуру детали и выводит её из строя. Чтобы избежать разрушения материала, проводится антикоррозийная обработка. Обработку можно осуществить не только на производстве, но и дома.

Антикоррозийная обработка металла

Виды коррозии

За всё время работы с металлическими изделиями, люди выделили несколько видов коррозии металла:

  1. Почвенная — тип коррозии, которая поражает конструкции, находящиеся в земле. Из-за особенного состава грунта, наличия грунтовых вод, происходят химические процессы, вызывающие появление ржавчины.
  2. Атмосферная — процесс окисления, протекающий в ходе контакта водяных паров воздуха с металлической поверхностью. Чем больше вредных веществ в воздухе, тем быстрее появиться коррозия.
  3. Жидкостная — такому виду коррозии подвержены металлоконструкции, находящиеся в воде. Если в жидкости содержится соль, процесс разрушения материала будет протекать быстрее.

Выбор антикоррозийного состава зависит от того, в какой среде будет эксплуатироваться металлическая деталь.

Характерные типы поражения ржавчиной

Существует несколько типов поражения стали коррозией. Они различаются по внешнему виду и глубине поражения материала:

  1. Поверхностная коррозия. Представляет собой слой ржавчины, который может распространяться по всей поверхности изделия или находиться на отдельных его местах.
  2. Ржавчина в отдельных местах, которая начинает уходить вглубь материала.
  3. Образование глубинных трещин.
  4. Окисления одного компонента из металлического сплава.
  5. Ржавчина по всей поверхности, которая уходит вглубь материала.

Могут проявляться комбинированные типы поражения деталей ржавчиной.

Способы защиты от коррозии

Существуют разные виды антикоррозийной защиты металлоконструкций. Большинство деталей и заготовок обрабатывается с помощью промышленных растворов и оборудования. Однако, существуют и бытовые методы обработки металлических поверхностей.

Промышленные

Если говорить о промышленных средствах от ржавчины на металле, можно выделить такие виды обработки:

  1. Лакокрасочное покрытие.
  2. Термическая обработка.
  3. Защитный слой из металла. Наносится с помощью специального оборудования при высокой температуре и давлении.
  4. Добавление легирующих примесей в металл при его плавке. Этот процесс называется пассивация.
  5. Электрозащита.
  6. Использование ингибиторов. Это вещества, которые останавливают протекание химических реакций, приводящих к появлению ржавчины.

Существуют и другие методы обработки, которые используются на производстве. Выбор технологии зависит от того, в какой среде будет эксплуатироваться металлоконструкция.

Бытовые

Бытовые средства от ржавчины представляют собой лакокрасочные покрытия. Для защиты металлов используется:

  1. металлическая пудра;
  2. различные полимеры;
  3. смолы на основе силикона;
  4. ингибиторы.

Если металлическая поверхность уже повреждена, нужно использовать другие составы. Для этого подходят специальные смолы, стабилизаторы, грунты и преобразователи.

Как провести обработку своими руками?

Существуют различные способы защиты металла от коррозии, которые можно применять в домашних условиях. Для них не требуется применение дорогого оборудования и мощных химических составов.

Подготовка к обработке металла

Защитные краски

Краски, которые используются для защиты металлов, можно разделить на несколько видов:

  • эпоксидные;
  • алкидные;
  • акриловые.

У лакокрасочных материалов есть ряд преимуществ:

  • защитные составы быстро высыхают;
  • для нанесения не нужно обладать дополнительными навыками;
  • покрытие изменяет цвет металла;
  • долговечность.

Мастера в частных мастерских используют серебрянку. После нанесения она образует надёжный слой окиси алюминия. Эпоксидные смеси подходят для деталей, которые будут использоваться при высоких нагрузках.

Стандартная схема антикоррозийной обработки

Защита металлоконструкций от коррозии — это технологический процесс, который требует соблюдения этапов работы. Наносится защитный слой после финишной обработки металла. Этапы нанесения защиты:

  • обрабатываемая поверхность очищается от ржавчины, грязи, налёта;
  • после очистки заготовка обезжиривается;
  • когда обезжиривание закончено, наносится слой грунта;
  • после высыхания грунта наносится два слоя защитного состава.

При проведении работ нужно пользоваться защитными очками, респиратором и перчатками.

Нормы и правила СНиП

На государственных предприятиях защита от коррозии считается важнейшим моментом, который утверждается официальным документом СНиП 2.03.11 — 85. В нём указываются такие методы защиты металла:

  • покрытие лакокрасочными материалами;
  • пропитка заготовки антикоррозийным составом;
  • оклейка специальными плёнками.

В документе указывается какие методы можно использовать в определённых средах. При самостоятельной антикоррозийной обработке нужно учитывать правила и рекомендации из официального документа.

Антикоррозийная обработка применяется для защиты металлических изделий и продления их долговечности. При выборе защитного раствора нужно учитывать сферу эксплуатации детали.

Защита металла в земле от коррозии – Справочник металлиста

Защита металла в земле от коррозии

Развитие сталелитейной промышленности неразрывно связано с поиском способов и средств, предотвращающих разрушение металлических изделий.

Защита от коррозии, разработка новых методик – это непрерывный процесс в технологической цепочке производства металла, изделий из него.

Железосодержащие изделия приходят в негодность под воздействием различных физико-химических внешних факторов среды. Эти последствия мы видим в виде гидратированных остатков железа, то есть ржавчины.

Коррозия металла и способы защиты от нее

Как защитить металл? Коррозия металлов и способы защиты от нее существует много. Чтобы предохранить металл от ржавчины, используют промышленные методы. В бытовых условиях применяются различные силиконовые эмали, лаки, краски, полимерные материалы.

Защитные краски по металлу

Краски по металлу подразделяются на термоустойчивые, которые можно эксплуатировать при высоких температурах, и для обычного температурного режима до восьмидесяти градусов.

Используют такие основные виды красок по металлу: алкидные, акриловые, эпоксидные краски. Существуют специальные антикоррозийные краски. Они двух- или трехкомпонентные.

Их смешивают непосредственно перед употреблением.

Защита металла в земле от коррозии

Защита металла в земле от коррозии

Коррозия — бич всех металлоконструкций, а протекающие трубы — страшный сон любого владельца жилья. Появление ржавчины неотвратимо, как смена времен года, ее вызывают физические и химические факторы окружающей среды. Но можно замедлить развитие коррозии и уменьшить ее разрушительное воздействие.

Металл и пластик: за и против

Расхожее мнение специалистов в области ремонта гласит, что есть только один радикальный способ борьбы с коррозией — замена всех труб на пластиковые.

Но металлические трубы так просто не сдаются, ведь не всегда есть возможность сделать капитальный ремонт во всей квартире. К тому же стальные и чугунные трубы гораздо прочнее и надежнее пластиковых и металлопластиковых.

Они более устойчивы к высокому давлению и температуре (особенно к их перепадам), имеют низкий коэффициент теплового расширения (не деформируются) и высокую теплопроводность.

Пластик теоретически весьма долговечен, но это пока не проверено временем. Недостаточно изучена и безопасность этого материала при его длительном применении, но уже известно, что он боится хлорированной воды. Так что металлическим трубам все еще есть место в наших домах, а значит, проблема их защиты от коррозии по-прежнему актуальна.

Вокруг агрессия!

Как бороться с ржавчиной в бытовых условиях? Самый доступный способ — нанесение на металл средства, которое образует защитную пленку на его поверхности: краски, лака, эмали.

Лакокрасочные покрытия имеют низкую паро- и газопроницаемость и высокие водоотталкивающие свойства.

Таким образом, они не допускают к поверхности металла влагу, кислород и другие агрессивные вещества, которые и вызывают коррозию.

ЛКМ относительно недороги, легко наносятся обычной кистью или из спрея. Они сохраняют защитные свойства в течение нескольких лет. Их важное качество — устойчивость к высоким температурам, основной недостаток — чувствительность к механическим повреждениям и перепадам температуры, из-за чего на поверхности образуются мелкие трещины, открывающие доступ влаге и воздуху к металлу.

Поэтому окрашивание следует проводить регулярно.

Главное — качество!

Преграда в виде ЛКМ не останавливает коррозию полностью, а лишь замедляет ее. Поэтому на первый план выходит качество покрытия — высокая прочность сцепления состава с основанием (адгезия), равномерность нанесения, отсутствие пористости и воздушных пузырей. А качество покрытия напрямую связано с тем, как подготовлено основание.

Старая, отслаивающаяся краска должна быть тщательно удалена. Если труба ржавая, то нужно счистить рыхлые слои, а затем воспользоваться специальным преобразователем ржавчины (150-200 руб./кг). В основе таких средств — кислота (обычно ортофосфорная).

Она химически взаимодействует с ржавчиной и превращает ее в соли железа — нейтральное вещество, которое образует однородную и прочную дополнительную защитную пленку.

Защита металла от коррозии

Защита металла от коррозии выполняется при помощи всевозможных лакокрасочных составов и эмалей. В нашей статье вы найдёте характеристики наиболее популярных эмалей для защиты от ржавчины.

Такие эмали называются три в одном и пользуются большим спросом из-за того, что они помимо качественного красочного покрытия служат основой и защитой от ржавчины. Как утверждают производители, перед использованием краски не нужно счищать ржавчину.

Однако не спешите наносить краску на ржавчину, ведь непрочные ржавые частицы могут отвалиться после покраски.

Проведение тестирования

Мы купили следующие краски для защиты металла от коррозии:

  • Снежка (Sniezka)
  • Композит (Kompozit)
  • Альпина (Alpina)
  • Эмаль Текс
  • Краска Зебра

Все краски зелёного цвета и могут использоваться прямо поверх ржавчины. Испытания проводились в лаборатории, проводящей испытания над изоляционными  покрытиями от коррозии трубопроводов. Объекты тестировались по таким показателям:

  1. Процент нелетучих элементов. Такие элементы остаются после высыхания краски. Показатель вычисляется в процентном соотношении. То есть чем выше будет число, тем более толстый слой краски получится. А значит, защита металла будет выше.
  2. Скорость высыхания. От этого показателя зависит быстрота нанесения последующего слоя и период, когда можно начинать эксплуатировать покрашенный объект. В лаборатории испытывали объекты до третьей стадии просыхания. Кстати, обычно период, через который можно наносить последующий слой, меньше, чем сроки полного просыхания.
  3. Сцепление с основой. Чем лучше эмаль сцепится с верхним слоем окрашиваемого объекта, тем надёжнее она будет держаться.
  4. Прочность высохшего слоя. Чем крепче будет слой, тем прочнее и долговечнее будет покрытие.

Тестирование проводилось согласно  ГОСТ. А значит, защита металла от коррозии при помощи краски должна быть самой оптимальной. Помимо проведения лабораторных исследований краску подвергли органо-лептическому изучению.

Для точности опытов вся химия, с помощью которой проводится защита металлов от коррозии, наносилась на ржавую предварительно очищенную основу.

Все работы были выполнены в ясную погоду при температуре воздуха не ниже двадцати градусов.

Во время окраски проводилась оценка лёгкости нанесения состава, а также качества полученного покрытия (подтёки, морщины, расслоения). Помимо этого, в ходе исследований проводился подсчёт расхода краски.

Это было нужно для того, чтобы потом сравнить полученный показатель с данными, указанными на банке.

Все результаты мы предоставим в форме таблицы «Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями: сравнение».

Лучшая защита металла от коррозии: результаты лабораторных анализов

Кроме данных из таблицы  оценки красок, с помощью которых выполняется защита металлов и сплавов от коррозии, стоит учесть и такие моменты:

  1. Упаковка. Внешне все производители использовали качественные упаковки и снабдили их всей необходимой информацией о содержимом банки. Однако при внешнем  сходстве габаритов банок, их объём может немного отличаться. Так, производители краски Sniezka  для защиты металлов от коррозии используют банки объёмом 650 мл. А производители Зебра и Альпина выбрали банки объёмом 750 м л. Средства защиты металла от коррозии марки Kompozit и Текс продаются весом по 0,9 кг. Если учесть плотность краски, то получится что меньший объём у краски Снежка, а самый наибольший у Текс.
  2. Открывание банки. Все банки открывались обычной отвёрткой. Проблемы возникли, только с тарой производителя Зебра. В данных банках использовалась нетиповой зажим крышки, что может вылиться в дальнейшие неудобства в ходе эксплуатации.
  3. Нанесение краски. Обычно защита металла от коррозии при помощи краски в домашних условиях выполняется при помощи кисти, поэтому и мы использовали этот инструмент. Все образцы красок легко наносились, без образования неровностей и потёков. Единственный состав, с нанесением которого возникли проблемы, – это Зебра. Химическая защита металлов от коррозии при помощи этого состава будет некачественной из-за низкой вязкости краски. Яркость краски у данного производителя самая невысокая. Равномерность слоя у Зебры также была хуже всего, зато наилучший результат показали Текс и Alpina.
  1. Запах от состава. Если защита металла от коррозии при помощи краски выполняется по СНИП, то допускается определённый запах от состава. Именно такой запах был у тестируемых образцов. Однако состав Kompozit имеет наиболее резкий запах уайт-спирита. Это связано с тем, что данная краска имеет самый большой объём нелетучих веществ. А состав марки Alpina, наоборот,  был практически без запаха.
  2. Полное время высыхания. Данный показатель  был на высоте у всех производителей. Через полчаса наблюдалось полное высыхание первого слоя. Основы коррозии и защиты металлов гласят, что для большего результата лучше использовать несколько слоёв лакокрасочного покрытия. Однако, скорее всего, такая скорость высыхания была связана с жаркой летней погодой. На банках разных производителей были указаны другие данные. Так, Sniezka должна высохнуть за 40 минут,  Kompozit – за 90 минут, Alpina – 2-3 часа, Текс – 5-7 часов, Зебра – 8 часов.
  1. Расход. Эту проверку проводили методом проверки объёма с дальнейшей окраской гладкого стального листа площадью один квадратный метр. После этого проводились измерения оставшегося объёма краски. Затем разница между показателем объёма до начала работ и после него делится на площадь листа. Коррозия металлов предусматривает различные методы защиты от неё, но покраска – наиболее доступный. В ходе испытаний производилась окраска металлического листа при температуре не ниже 20 градусов. В итоге можно сказать, что наилучший результат у краски Текс, а самый худший у Kompozit. Поэтому если вы хотите купить экономичный состав, то лучшая защита металла от коррозии – Текс. Однако хоть показатели у всех составов различаются, они укладываются в допустимые рамки.

Почвенная коррозия

Защита металла в земле от коррозии

Почвенная коррозия – разрушение металла в почве. Ежегодные потери металла вследствии протекания почвенной коррозии достигают 4%.

Почвенной коррозии подвергаются различного назначения трубопроводы, резервуары, сваи, опоры, кабеля, обсадные трубы скважин, всякого рода металлоконструкции, эксплуатируемые в почве.

Почва – очень агрессивная среда. Она состоит из множества химических соединений и элементов, многие из них только ускоряют коррозионный процесс. Агрессивность почвы (грунта) зависит от некоторых факторов: влажность, аэрация, пористость, рН, наличие растворенных солей, электропроводность.

Классификация грунтов по коррозионной активности:

– высококоррозионные грунты (тяжелые глинистые, которые длительное время удерживают влагу);

– среднекоррозионные грунты;

– практически инертные грунты в коррозионном отношении (песчаные почвы).

Влияние влажности грунта на почвенную коррозию металла

Влага в почве присутствует   почти  везде. Где-то ее больше, а где-то меньше. Именно влажность грунта  очень сильно влияет на скорость почвенной коррозии, превращая почву в электролит. Она же вызывает электрохимическую коррозию находящихся в грунте металлоконструкций.

Вода в грунте может быть: капиллярной,   гравитационной,   связанной.  Капиллярная влага собирается   в  порах   грунта.  Высота  подъема  ее  по  капилляру зависит от диаметра пор. Капиллярная влага сильно влияет на скорость почвенной коррозии.

   Связанная   влага  на  скорость  почвенной коррозии не влияет, т.к. находится в виде гидратированных химических соединений.

Под действием силы тяжести в грунтах и почвах постоянно перемещается вода, которая  оказывает,  как и  капиллярная,  значительное  влияние  на   скорость почвенной коррозии.

Максимальная скорость почвенной коррозии наблюдается при влажности грунта 15 – 25%. Это объясняется уменьшением омического сопротивления   коррозионных   элементов.

   С повышением влажности почвы анодный процесс проходит легче (за счет затруднения пассивации поверхности металла), а   катодный   –   труднее   (грунт  насыщается влагой, затрудняется его аэрация).

Влажность, при  которой наблюдается наибольшая скорость коррозии, называют критическим показателем влаги для грунта. Для глинистых грунтов он составляет около 12 – 25%, для песчаных 10 – 20%.

Пористость (воздухопроницаемость) грунта

Пористость (воздухопроницаемость) грунта  влияет на способность длительное время сохранять влагу и аэрацию. Воздухопроницаемость зависит от состава грунта, его плотности, влажности.

Грунты, хорошо пропускающие воздух (песчаные), более агрессивны. В песчаных грунтах катодный процесс протекает с облегчением.

На практике бывают случаи, когда подземный трубопровод большой  протяженности           проходит через разного вида грунты.

Если он проходит     последовательно в песчаной, а потом глинистой почве, где условия    аэрации металлической поверхности очень различаются, то возникают аэрационные  микрогальванические коррозионные зоны.

Поверхность трубопровода в песчаной  зоне будет играть роль катода, а глинистой – анода. Разрушение металла будет происходить на анодных участках, где затруднен доступ кислорода к поверхности. Интересно, что катодная и анодная зоны могут находится на расстоянии больше сотни метров.

При этом коррозионный процесс будет отличаться омическим торможением.

Кислотность грунта

Для большинства грунтов значение рН составляет 6,0 – 7,5. Высококоррозионными являются почвы, рН которых сильно отличается от данного значения.

  К ним относятся торфяные, болотистые грунты, значение рН которых  составляет 3 – 6. А также щелочные солончаки и суглинки, с рН почвы 7,5 – 9,5.

  Очень агрессивной средой по отношению к сталям, свинцу,  меди, цинку является чернозем, содержащий органические кислоты.

Одна из самых агрессивных почв – подзол. Сталь в подзоле корродирует в 5 раз быстрее, чем в других грунтах.

Кислотность грунтов ускоряет почвенную коррозию, т.к. вторичные продукты коррозии становятся более растворимы, существует возможность дополнительной катодной деполяризации ионами водорода.

Электропроводность грунта

Электропроводность грунта  зависит от его минералогического состава, количества влаги и солей  в почве. Каждый вид грунта имеет свое определенное значение электропроводности, оно может колебаться от нескольких единиц до нескольких сотен Ом на метр.

Соленость грунта оказывает огромное влияние на его электропроводность. С увеличением содержания солей легче протекают анодный и катодный электродные процессы, что снижает электросопротивление.

Почти всегда определив электропроводность грунта можно судить о его степени коррозионной агрессивности (для стали, чугуна). Исключение составляют водонасыщенные почвы.

Минералогический состав и неоднородность грунта

Минералогический состав и неоднородность грунта оказывают большое влияние (как и влажность) на омическое сопротивление. В глинисто-песчаном влажном грунте удельное сопротивление почвы составляет около 900 Ом•см, а в таком же грунте, только сухом – 240000 Ом•см. С уменьшением удельного сопротивления грунта его агрессивность увеличивается.

Минерализация почвы может колебаться в пределах 10 – 300 мг/л.

Неоднородность грунта приводит  к возникновению гальванопар, которые только усиливают почвенную коррозию, делают разрушение неравномерным.

Влияние температуры грунта на почвенную коррозию металлов. Температура может колебаться в очень больших пределах. Зимой, когда свободная вода, заполняющая капилляры в почве замерзает –  скорость почвенной коррозии немного уменьшается. Это также связано с плохой аэрацией поверхности металла.

В летнее время, когда на улице стоит жара, скорость почвенной коррозии может замедлятся также, что объясняется высыханием почвы. Самый большой ущерб  почвенная  коррозия     наносит в межсезонье, когда грунт достаточно   влажный,      созданы   оптимальные   условия для протекания коррозионного процесса.

Температура грунта зависит  от времени года, географической широты, времени суток,  погоды.

Значительное различие температур на конструкции, имеющей большую протяженность (подземный трубопровод) может быть причиной образования термогальванических коррозионных  пар, которые обеспечивают усиление местной почвенной коррозии.

Влияние микроорганизмов на почвенную коррозию металлов

В почве живут и развиваются два вида микроорганизмов: аэробные (могут существовать только при   наличии  кислорода), анаэробные (для обеспечения их жизнедеятельности кислород не требуется).

Они оказывают огромное влияние на почвенную коррозию металлов.

Почвенная коррозия металлических сооружений, вызванная жизнедеятельностью живых микроорганизмов носит название биологическая (биокоррозия) либо биохимическая.

Аэробные микроорганизмы  (почвенные) существуют  двух видов: одни принимают непосредственное участие в осаждении железа, другие – окисляют серу. Оптимальными условиями для существования анаэробных  серобактерий является кислая среда (3 – 6 рН). Серобактерии окисляют сероводород в серу, а потом – серную кислоту по следующим уравнениям:

2H2S + O2 = 2H2O + S2;

S2 + 2H2O + 3O2 = 2H2SO4.

В местах наибольшего количества серобактерий концентрация  серной кислоты может достигать 10%. Это очень сильно ускоряет почвенную коррозию, особенно стали.

При  рН  грунта около 4 – 10 развиваются бактерии, перерабатывающие железо. Эти бактерии в процессе своей жизнедеятельности поглощают ионы железа, а выделяют нерастворимые соединения, содержащие Fe.

В местах скопления железобактерий наблюдается большое количество нерастворимых железистых соединений, которые увеличивают гетерогенность поверхности.

Это явление также оказывает большое влияние на скорость почвенной коррозии.

Анаэробные микроорганизмы могут вырабатывать углеводороды, сероводород, угольную кислоту и множество других химических соединений. Они могут разрушать защитные покрытия, воздействовать на ход анодной и катодной реакции, менять характеристики почвы.

Среди анаэробных микроорганизмов самыми опасными можно считать сульфатредуцирующие бактерии. Оптимальные условия для их существования, почва со значением  рН 5,5 – 8 (болотные, глинистые, илистые грунты). Бактерии восстанавливают сульфаты, содержащиеся в почве. Этот процесс можно описать следующим уравнением:

MgSO4 + 4H = Mg(OH)2 + H2S + O2.

Выделившийся кислород обеспечивает протекание реакции на катоде. Сероводород и сульфиды в почве являются причиной появления на поверхности эксплуатируемой конструкции рыхлого слоя сульфида железа.

Коррозия носит питтинговый характер.

Механизм и особенности почвенной коррозии металлов

Почвенная коррозия почти всегда протекает по электрохимическому механизму (исключения составляют лишь очень сухие грунты).

Анодный процесс при почвенной коррозии – разрушение металла. На катоде же проходит кислородная деполяризация.

Чаще всего кислородная деполяризация проходит с затрудненным доступом кислорода к поверхности корродирующего изделия.

Подвод кислорода может осуществятся несколькими способами: диффузией в жидкой или газообразной среде или направленным течением этих фаз, перемешиванием фаз при помощи конвекции.

Во влажном грунте процесс проходит с преимущественно катодным контролем, а  сухих рыхлых почвах –  анодным.  Иногда, при работе протяженных микропар может наблюдаться катодно-омический контроль.

На катоде также может проходить и водородная деполяризация (только в условиях кислых грунтов). Существенно изменить ход коррозионного процесса могут и микроорганизмы.

Подземную коррозию делят на грунтовую коррозию и электрокоррозию (коррозию блуждающими токами). Подземная коррозия менее опасна, чем разрушение под воздействием блуждающих токов.

Особенности почвенной коррозии металлов:

– значительное влияние омического сопротивления грунта;

– возникновение коррозионных микро и макропар;

– язвенный характер разрушения.

Методы защиты от почвенной коррозии

Защиту от почвенной коррозии можно разделить на активную (электрохимическую) и пассивную (изоляция изделия от воздействия окружающей среды, специальные способы укладки и т.д.).

Для защиты металлоизделий от почвенной коррозии применяются самые разнообразные методы. Очень часто, особенно в высококоррозионых грунтах, применяют комплексную защиту от подземной коррозии.

Основные методы защиты металлоконструкций от почвенной коррозии: нанесение защитных покрытий и изоляция изделий, создание искусственной среды, электрохимическая защита, применение специальных методов укладки.

Нанесение защитных покрытий. Изоляция

Для защиты от почвенной (грунтовой) коррозии наиболее эффективным и широко используемым является нанесение защитных изоляционных покрытий.

К таким покрытиям предъявляются следующие требования: оно должно быть сплошным, без трещин, царапин; иметь хорошую адгезию с металлоподложкой; быть химически стойким; отличаться высокими диэлектрическими свойствами; сохранять свои защитные свойства при воздействии положительных и отрицательных температур (от -50 до +50 °С); не содержать коррозионно-активных по отношению к основному металлу агентов; обладать высокой биостойкостью, механической прочностью.

Защитные покрытия могут быть полимерными и мастичные. К мастичным относятся каменноугольное, битумное. К полимерным – покрытия из липких изоляционных лент, расплавы, накатываемые эмали и т.д.

Покрытие, применяемое для защиты от почвенной коррозии,  должно полностью изолировать готовую конструкцию от воздействия окружающей среды. Для  изоляции подземных трубопроводов очень часто используют битумные покрытия различной толщины (6 мм – усиленное, 3 мм – обычное, 9 мм – очень усиленное).

Широкое распространение получили петролатумные, цементные, каменноугольно-пековые, полиэтиленовые, поливинилхлоридные защитные покрытия. Последние отличаются отличными защитными и изолирующими способностями, долгим сроком службы, но не из самых дешевых.

Самыми слабыми защитными свойствами обладает цементное покрытие.

Создание искусственной  атмосферы

Этот метод применяют достаточно редко, в основном для трубопроводов большой протяженности. Это связано с большими транспортными затратами, трудностью его реализации (необходимо большое количество работников, техники, достаточно много времени).

Протяженные подземные сооружения могут проходит через разные виды почв, что интенсифицирует  коррозионный процесс. Суть метода заключается в том, чтоб создать однородный грунт по всей протяженности конструкции (засыпая, например, весь трубопровод песчаным грунтом) либо уменьшить агрессивность почвы на определенных участках. Для этого кислые грунты могут известковать.

Электрохимическая защита металла от почвенной коррозии

Электрохимическая защита заключается в  принудительном создании катодной либо анодной поляризации. При совместном применении электрохимический защиты и защитных покрытий, затраты на первую весьма невелики.

В практике защиты металлов от почвенной коррозии очень часто применяется катодная защита. Металлоконструкции сообщают определенный отрицательный электрический потенциал, который затрудняет термодинамику окисления металла. Это существенно снижает (сводит к минимуму) скорость почвенной коррозии. Осуществить катодную поляризацию можно используя специальные установки: протекторные, катодные.

Протекторная защита заключается в подсоединении к изделию электродов из металла, который в данной среде более электроотрицателен. Для защиты стали от подземной коррозии протекторами могут служить алюминий, его сплавы, цинк, магний.

Катодная защита – создание катодной поляризации при помощи внешнего источника тока (генераторы постоянного тока, батареи, выпрямители). По всей протяженности трубопровода ставят специальные станции катодной защиты.

Специальные методы укладки

Очень часто при прокладке трубопровода, а также  других сооружений для защиты их от воздействия грунтовых вод, самого грунта используют специальные способы укладки.  Трубопровод или кабель может быть помещен в специальный коллектор (при этом кабель укладывают на неметаллическую подкладку), защитный кожух (часто из железобетонных плит или металла).

Вышеописанные методы применимы только для защиты изделий от влияния грунта и подземных вод.

Сделай своими руками
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: