Подземная коррозия

ПОДЗЕМНАЯ КОРРОЗИЯ, коррозия металлич. сооружений в почвах и грунтах. По своему механизму является электрохим. коррозией металлов. П. к. обусловлена тремя факторами: коррозионной агрессивностью почв и грунтов (почвенная коррозия), действием блуждающих токов и жизнедеятельностью микроорганизмов. Коррозионная агрессивность почв и грунтов определяется их структурой, грану-лометрич. составом, уд. электрич. сопротивлением, влажностью, воздухопроницаемостью, рН и др. Обычно коррозионную агрессивность грунта по отношению к углеродистым сталям оценивают по уд. электрич. сопротивлению грунта, средней плотности катодного тока при смещении электродного потенциала на 100 мВ отрицательнее коррозионного потенциала стали; по отношению к алюминию коррозионная активность грунта оценивается содержанием в нем ионов хлора, железа, значением рН, по отношению к свинцу-содержанием нитрат-ионов, гумуса, значением рН.

Осн. источники блуждающих токов в земле -электрифи-цир. железные дороги постоянного тока, трамвай, метрополитен, шахтный электротранспорт, линии электропередач постоянного тока по системе провод - земля. Наиб. разрушения блуждающие токи вызывают в тех местах подземного сооружения, где ток стекает с сооружения в землю (т. наз. анодные зоны). Потери железа от коррозии блуждающими токами составляют 9,1 кг/А·год. На подземные металлич. сооружения могут натекать токи порядка сотен ампер и при наличии повреждений в защитном покрытии плотность тока, стекающего с сооружения в анодной зоне, настолько велика, что за короткий период в стенках сооружения образуются сквозные повреждения. Поэтому при наличии анодных или знакопеременных зон на подземных металлич. сооружениях коррозия блуждающими токами обычно опаснее почвенной коррозии.

Биокоррозия подземных сооружений обусловлена в осн. жизнедеятельностью сульфатвосстанавливающих, сероокис-ляющих и железоокисляющих бактерий, наличие к-рых устанавливают бактериологич. исследованиями проб грунта. Сульфатвосстанавливающие бактерии присутствуют во всех грунтах, но с заметной скоростью биокоррозия протекает только тогда, когда воды (или грунты) содержат 10⁵-10⁶ жизнеспособных бактерий в 1 мл (или в 1 г).

Существуют разл. способы защиты металлич. сооружений от П. к.: ограничение проникновения блуждающих токов, предотвращение контакта сооружения с почвой, электрохим. защита. Для уменьшения утечки токов из рельсовой сети в землю необходимы хорошая продольная проводимость рельсовой сети (содержание в образцовом состоянии стыковых межрельсовых и обходных соединителей) и высокое переходное сопротивление между рельсовым путем и землей (наличие щебеночного, гравийного или др. балласта, зазора между балластом и подошвой рельса). Чтобы уменьшить влияние блуждающих токов, стремятся удалить трассы для прокладки подземного сооружения от источников блуждающих токов, сократить число пересечений с рельсовыми путями электрифицир. транспорта, увеличить переходное сопротивление между сооружением и землей и сопротивление самого сооружения. Подземные сооружения стремятся прокладывать по трассам с миним. коррозионной активностью; используют прокладку в неметаллич. трубах, блоках, каналах, туннелях, коллекторах и т.п. Однако наиб. ответственным и эффективным элементом всей системы противокоррозионной защиты является нанесение изолирующих покрытий. Широкое распространение получили каменноугольные смолы и битумные покрытия; покрытия на основе полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена, эпоксидной смолы и др. полимеров.

Сплошность покрытия часто нарушается в период стр-ва подземных металлич. сооружений и в условиях их эксплуатации. Образовавшиеся места оголений металла защищают катодной поляризацией-созданием на металле защитного потенциала по отношению к окружающей среде (см. Электрохимическая защита). При защите от почвенной коррозии создаваемый миним. защитный потенциал должен быть по абс. величине не менее: для стали и алюминия 0,85 В в любой среде; для свинца 0,5 В в кислой среде, 0,72 В в щелочной среде (по отношению к медносульфатному электроду сравнения). Такие же средние значения поляризац. потенциалов должны быть выдержаны при защите от коррозии блуждающими токами. При защите от биокоррозии поляризац. потенциал должен быть для чугуна и стали менее 0,95 В (по отношению к медносульфатному электроду сравнения).

Установка катодной электрохим. защиты состоит из преобразователя (источника постоянного тока), анодного заземления и соединит. кабелей. Контакт с сооружением осуществляется непосредств. подключением к нему проводника от отрицат. полюса источника тока, а контакт проводника от положит. полюса с грунтом - через железокрем-ниевые, графитовые или стальные анодные заземлители. Катодную поляризацию подземных сооружений осуществляют также с помощью металлич. протекторов, у к-рых собств. поляризац. потенциал более отрицателен, чем у защищаемого сооружения. При этом создается гальванич. пара, в к-рой сооружение является катодом, а протектор-анодом.

При защите от коррозии блуждающими токами используют электрич. дренажи (прямые, поляризованные и усиленные). При прямом дренаже соединяют рельсы с защищаемым сооружением через нек-рое ограничивающее сопротивление. При этом рельсы имеют стабильный отрицат. потенциал по отношению к сооружению. Ток с сооружения стекает непосредственно в рельсы. T. наз. поляризованные дренажи обладают односторонней проводимостью (от сооружения к рельсам), к-рая обеспечивается включением в цепь вентилей (вентильный дренаж) либо поляризованного реле (электромагн. дренаж). Усиленный дренаж представляет собой установку катодной защиты, у к-рой вместо заземлителя используют рельсовую цепь электрифицир. дороги.

Лит.: Стрижевский И. В., Подземная коррозия и методы защиты, M., 1986. И. В. Стрижевский.