Korrozija_Metallov_i_Podzemnyh_Sooruzhenij (1)

1.

Основы коррозии металлов и
подземных сооружений
Механизмы разрушения, специфика грунтовой среды и современные методы защиты

2.

Что такое коррозия металлов?
Коррозия — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или
электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Для подземных объектов это одна из главных
угроз целостности.
3-4%
Прорывы
Кавитация
от ВВП ежегодный ущерб развитых
стран от коррозии
риск экологических катастроф при
утечке нефти/газа
и ускоренный износ смежных узлов
давления

3.

Электрохимическая коррозия в грунтах
В почве коррозия протекает по электрохимическому механизму, где грунт выступает в роли электролита
из-за содержания влаги и солей.
1. Анодный процесс
Металл переходит в раствор в виде
ионов, освобождая электроны: Fe →
Fe²⁺ + 2e⁻. Происходит
непосредственное разрушение стенки
трубы.
2. Перенос зарядов
Электроны движутся по металлу от
анодной зоны к катодной. В грунте
одновременно перемещаются ионы
солей.
3. Катодный процесс
Поглощение электронов
деполяризаторами (в грунтах это чаще
всего кислород или ионы водорода): O₂
+ 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻.

4.

Факторы грунтовой среды
Влажность почвы
Основной катализатор. Сухой песок безопасен, но при
насыщении водой резко возрастает ионная проводимость.
Электропроводность
Чем ниже удельное сопротивление грунта, тем легче
протекают коррозионные токи и тем быстрее разрушается
металл.
Кислотность (pH)
Кислые грунты (торфяники) агрессивны сами по себе.
Щелочные и нейтральные среды более стабильны.
Биофакторы (МБК)
Сульфатредуцирующие бактерии способны вызывать
коррозию даже в глубоких слоях без доступа кислорода.

5.

Опасность блуждающих токов
Что такое блуждающие токи?
Это токи, утекающие из официальных электрических цепей (рельсовый транспорт, трамваи, метро,
электрифицированные железные дороги) в землю. Грунт и металлический трубопровод становятся случайными
проводниками обратного тока.
Механизм разрушения:
• В месте, где ток входит в трубу, образуется катодная зона (металл защищен).
• В месте, где ток выходит из трубы обратно в грунт к тяговой подстанции, возникает анодная зона. Здесь происходит
стремительное, локализованное сквозное разъедание стали (электролиз).

6.

Практические примеры и кейсы
Кейс 1: Магистральные
газопроводы
Трубопроводы «Сила Сибири» или
«Северный поток» (наземные участки).
Проходят через тысячи километров
многолетнемерзлых и болотистых грунтов.
Защита реализуется через трехслойное
заводское полиэтиленовое покрытие в
сочетании со станциями катодной защиты
(СКЗ), управляемыми через спутник.
Кейс 2: Городские теплосети
Из-за плотной застройки теплотрассы
пересекаются с линиями трамваев.
Отсутствие контроля привело к сквозному
повреждению магистрали диаметром 700
мм блуждающими токами всего за 9
месяцев эксплуатации. Решение: установка
усиленного поляризованного дренажа.
Кейс 3: Нефтяные резервуары
Днища вертикальных стальных
резервуаров (РВС) контактируют с песчаной
подушкой, накапливающей влагу. Защита:
кольцевая укладка протяженных гибких
анодов непосредственно под днище
резервуара при строительстве.

7.

Комплексные методы защиты
Пассивная защита
Изолирующие покрытия (битумные, полимерные,
эпоксидные, стеклоэмали). Прерывают прямой контакт
металла с грунтом-электролитом.
Катодная защита
На трубу подается отрицательный потенциал от внешнего
источника постоянного тока. Смещение потенциала
останавливает анодный процесс.
Протекторная защита
Дренажная защита
К трубе подключают более активный металл (анод из магния,
алюминия или цинка). Он разрушается («жертвует собой»),
защищая сталь.
Электрический отвод блуждающих токов из подземного
сооружения обратно на рельсовую сеть или отрицательную
шину подстанции.

8.

Спасибо за внимание!
Готов ответить на ваши вопросы