Cтраница 2
Длительные испытания показали, что для большинства почв скорость коррозии непостоянна: начале она возрастает, а затем начинает постепенно затухать, а иногда почти совсем приостанавливается. На рис. 28 приводятся типичные кривые изменения скорости почвенной коррозии от времени. Как видно из рисунка, кривые имеют вид парабол различного типа. [16]
Как показано в разделе 6.1.3, скорость коррозии железа иди стали в природных водах лимитируется диффузией кислорода к поверхности металла. Это утверждение при-ложимо и к коррозии в различных почвах, так как факторы, определяющие скорость почвенной коррозии и коррозии погруженного в воду металла, одинаковы. Таким образом, для этих сред подойдут любые, самые дешевые сталь или железо, лишь бы они обладали требуемой механической прочностью при данной толщине сечения. [17]
Наоборот, для трубопроводов с большей толщиной стенки, чем обычно бывает у чугунных труб, в некоторых случаях может быть создана и облегченная защита. Как было указано выше, хотя скорость почвенной коррозии чугуна в среднем и не меньше скорости почвенной коррозии стали, но большая толщина все же обеспечивает значительно больший срок службы труб. [18]
Наибольшее число коррозионных повреждений связано с прокладкой трубопровода в агрессивных грунтах Средней Азии и юга нашей страны, имеющих высокую температуру. Установлено, что по-вышение температуры грунта на 20 С приводит к увеличению скорости коррозии почти в два раза. Если в районах Средней Азии в естественных условиях скорость почвенной коррозии достигла 11 - 15 г / дм2 / год, то при температуре почвы 40 С она достигает 24 - 26 г / дм2 / год, а при 60 С - 45 - 47 г / дм2 / год. По своей форме коррозионные дефекты могут быть в виде одиночных язв цилиндрической или сферической формы, групповых язв или сплошной коррозии по периметру трубы. [19]
Наибольшее число коррозионных повреждений связано с прокладкой трубопровода в агрессивных грунтах Средней Азии и юга нашей страны, имеющих высокую температуру. Установлено, что повышение температуры грунта на 20 С приводит к увеличению скорости коррозии почти в два раза. Если в районах Средней Азии в естественных условиях скорость почвенной коррозии достигла 11 - 15 г / дм / год, то при температуре почвы 40 С она достигает 24 - 26 г / дм2 / год, а при 60 С - 45 - 47 г / дм2 / год. По своей форме коррозионные дефекты могут быть в виде одиночных язв цилиндрической или сферической формы, групповых язв или сплошной коррозии по периметру трубы. [20]
Сила блуждающего тока определяется не доставкой кислорода к катодной поверхности, а переходными сопротивлениями в системе рельс - земля - подземное сооружение. Решающее значение имеет не сила блуждающего тока, а его плотность в анодной зоне подземного сооружения. Дополнительное коррозионное разрушение под действием блуждающего тока становится заметным, когда его плотность достигает уровня скорости почвенной коррозии, выраженной в единицах плотности тока. Однако плотность блуждающего тока в анодной зоне очень часто в десятки и более раз выше, чем скорость почвенной коррозии. [21]
Как обсуждалось выше в связи с влиянием рН, скорость коррозии железа или стали в природных водах контролируется диффузией кислорода к поверхности металла. Отсюда следует, что будь то бессемеровская или мартеновская сталь, сварочное железо или чугун, все они по своим коррозионным свойствам в природной ( но не в морской) воде мало или совсем не отличаются одно от другого. То же самое относится и к коррозии в различных почвах вследствие того, что факторы, определяющие скорость почвенной коррозии, аналогичны факторам, действующим при полном погружении в воду. Поэтому для этих сред, как правило, следует применять наименее дорогую сталь. [22]
В нашей стране в почву заложено около 30 млн. т металла. Процесс коррозии металлов в почве - электрохимический, аналогичный процессам, протекающим в жидкостях с кислородной деполяризацией, однако с рядом характерных особенностей. Эти особенности обусловливаются составом микропористой структуры почвы, ее влажностью, воздухопроницаемостью. Скорость почвенной коррозии определяется кинетикой анодных и катодных процессов, а для протяженных сооружений, помимо этого, омическим сопротивлением среды. [23]
Процессы коррозии металлов с кислородной деполяризацией в электролитах в настоящее время достаточно хорошо исследованы [3, 4, 7 - 9], однако этого еще нельзя сказать применительно к почвам. Катодные реакции, обусловливающие в нейтральных почвах коррозионный процесс, протекают на поверхности металла в пленке почвенной влаги при своеобразных условиях доставки кислорода, заметно отличающихся от доставки кислорода к катоду в жидком электролите. Практика показывает, что в большинстве влажных природных почв коррозия подземных сооружений протекает с преимущественным катодным контролем, вызванным торможением подвода кислорода к металлу. Хотя многие авторы и предполагали, что аэрация почвы является одним из основных факторов, определяющих скорость почвенной коррозии [9, 10, 23, 26], однако систематических электрохимических исследований кинетики переноса кислорода IB почве не проводилось. [24]
Сила блуждающего тока определяется не доставкой кислорода к катодной поверхности, а переходными сопротивлениями в системе рельс - земля - подземное сооружение. Решающее значение имеет не сила блуждающего тока, а его плотность в анодной зоне подземного сооружения. Дополнительное коррозионное разрушение под действием блуждающего тока становится заметным, когда его плотность достигает уровня скорости почвенной коррозии, выраженной в единицах плотности тока. Однако плотность блуждающего тока в анодной зоне очень часто в десятки и более раз выше, чем скорость почвенной коррозии. [25]
Для трубопроводов в большинстве случаев опасна коррозия в виде каверн, а иногда при очень большой скорости развития общая коррозия. Так как трубопроводы должны работать при больших внутренних давлениях и полной их герметичности, коррозию почт и всегда оценивают по глубинному показателю. Очень часто скорость коррозии трубопроводов колеблется в пределах 0 2 - 0 4 мм / год. В более агрессивных почвах она может достигать 0 8 - 1 мм / год. Известны случаи, когда скорость почвенной коррозии составляла 3 - 6 мм / год, а при блуждающих токах 10 - 15 мм / год. [26]
Известно, что более половины всех разрушений трубопроводов происходит по этой причине. Увеличение потока коррозионных отказов связано со старением трубопроводов; как правило, первые коррозионные проявления обнаруживаются после шести лет эксплуатации. Наибольшее число коррозионных повреждений связано с прокладкой газопроводов и нефтепроводов в сильноагрессивных грунтах Средней Азии и юга нашей страны, имеющих высокую температуру, которая еще более повышается из-за транспортировки подогретой высоковязкой нефти и горячего газа после компрессорных станций, работающих без охлаждающих устройств. Установлено, что повышение температуры почвы на 20 С приводит к увеличению скорости коррозии почти в два раза. Если в районах Средней Азии в естественных условиях скорость почвенной коррозии достигла 11 - 15 г / дм2 / год, то при температуре почвы 40 С она достигает 24 - 26 г / дм2 / год, а при 60 С - 45 - 47 г / дм2 / год. Следует отметить, что вокруг трубопровода на участке после компрессорных станций газопровода Средняя Азия - Центр температура достигала именно таких значений. [27]