Коррозия металлов в почве

Коррозия металлических конструкций в почвах и грунтах называется подземной коррозией, которой подвержены трубопроводы (газовые, нефтяные, водные), резервуары, сваи, опоры и другие конструкции. Наличие в почвах и грунтах влаги определяет электрохимический характер подземной коррозии. Процесс разрушения при этом часто протекает в условиях недостаточной аэрации, в результате чего характер разрушений местный (в виде язв).

Агрессивные свойства любого грунта (почвы) определяются такими характеристиками, как пористость, влажность, аэрация, рН грунта (почвы), электропроводность, наличие растворенных солей. Различают высококоррозионные грунты, среднекоррозионные и грунты, практически инертные в коррозионном отношении.

Обычно трудно выделить влияние на скорость подземной коррозии какой-либо одной из характеристик грунта в отдельности. Пористые грунты способны сохранять влагу в течение долгого времени, к тому же пористость грунта создает благоприятные условия для их аэрации. Скорость коррозии в пористых и влажных грунтах, как правило, в первый момент повышается. В дальнейшем зависимость между скоростью коррозии и пористостью почвы осложняется, так как продукты коррозии, образовавшиеся в аэрированных грунтах, могут иметь более высокие защитные свойства, чем продукты, образовавшиеся в неаэрированных. Аэрация может влиять на коррозионный процесс не только за счет прямого воздействия кислорода на образование пленок, но и различными косвенными путями, например, уменьшая концентрации некоторых присутствующих в почвах органических деполяризаторов.

Влажность грунта определяет скорость подземной коррозии. Повышение влажности грунтов до 20% вызывает уменьшение омического сопротивления возникающих коррозионных элементов, что вызывает увеличение коррозии. Максимальная скорость коррозии отмечается при влажности 15—25%. При дальнейшем увеличении влажности грунта происходит насыщение грунта водой, образуется сплошной слой, затрудняющий доступ кислорода к металлу и приводящий к уменьшению скорости процесса.

На скорость коррозии влияет рН почвы. Коррозия особенно велика в торфянистых, болотистых грунтах (рН~3). Черноземы, содержащие в своем составе органические кислоты, относительно высоко агрессивны к стали, меди, цинку, свинцу. Одна из наиболее агрессивных почв - подзол. Скорость коррозии стали в таких почвах в 5 раз выше, чем в других грунтах.

Заметное влияние па развитие процесса подземной коррозии оказывают микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Этот вид коррозии имеет особое название - биокоррозия. Роль микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в коррозионных процессах может быть различной, они могут воздействовать на катодные или анодные электрохимические процессы, изменят физико-химические характеристики почвы, разрушать защитные покрытия. Биокоррозия может развиваться и протекать в аэробных или анаэробных условиях*. Например, биокоррозия под действием серобактерии, протекающая в аэробных условиях. В процессе своей жизнедеятельности они окисляют сероводород сначала в серу, затем серную кислоту по следующей схеме:

2H₂S + О₂ = 2H₂О + S₂

S + 2Н₂О +3O₂ =- 2H₂SO₄

Разрушающее влияние серной кислоты на многие конструкционные материалы хорошо известно. В анаэробных почвенных условиях микроорганизмы могут вырабатывать сероводород, углекислоту, углеводороды и другие химические соединения, влияя тем самым на ход и скорость процесса подземной коррозии.

Методы защиты конструкций от воздействия подземной коррозии разнообразны. Это защитные покрытия, электрохимическая зашита, подбор коррозионно-стойких материалов для подземных сооружений. В особо жестких условиях применяют комбинированные методы зашиты, например, все современные подземные трубопроводы и резервуары предохраняют от коррозии с помощью катодной зашиты в сочетании с армированными покрытиями на основе каменноугольной смолы.

__________________________

*Аэробы – микроорганизмы, способные жить и развиваться только при наличии свободного кислорода.

Аиаэробы - микроорганизмы, способные жить и развиваться при отсутствии свободного кислорода и получающие энергию для жизнедеятельности расщеплением органических и неорганических веществ.

Малахов, Жуков. Основы металловедения и теории коррозии