Tuproq korroziyasi – yerdagi metallar va po'latning korroziyasi

Tuproq korroziyasi - bu yer bilan bevosita aloqada bo'lgan metallar va qotishmalarning yo'q qilinishi jarayonidir. U, boshqa narsalar qatori, yer osti quvurlari, rezervuarlar, poydevor qoziqlari, po'lat konstruksiyalar, suv va gaz inshootlari, yerga ulash tizimlari va boshqa yer osti infratuzilma elementlariga ta'sir qiladi. Tuproq ayniqsa murakkab muhitdir, chunki uning kimyoviy, fizik va biologik xususiyatlari hatto qisqa masofalarda ham o'zgarishi mumkin.
Tuproqning korroziyaga chidamliligi namlik, qarshilik, erigan tuz miqdori, pH, kislorodga kirish, o'tkazuvchanlik, mineral tarkibi, mikroorganizmlarning mavjudligi va adashgan oqimlar kabi omillar bilan belgilanadi. Tuproqning heterojenligi ham muhimdir. Xuddi shu element turli xususiyatlarga ega qatlamlardan o'tishi mumkin, bu esa mahalliy korroziya hujayralarining shakllanishiga yordam beradi.

Nima uchun metallar yerda korroziyaga uchraydi?

Nam tuproq elektrolit vazifasini bajarishi mumkin, bu esa elektrokimyoviy reaksiyalarni amalga oshirishga imkon beradi. Ko'milgan metall yuzasida anodik va katod mintaqalari hosil bo'lishi mumkin. Anodik mintaqalarda metall oksidlanishi va asta-sekin metall yo'qotilishi sodir bo'ladi, katodik reaksiyalar esa sirtning boshqa joylarida sodir bo'ladi.
Anodik va katodik maydonlarning taqsimlanishi mahalliy sharoitga bog'liq. Namlik, kislorodlanish, sho'rlanish, pH va tuproq tarkibidagi farqlar bir xil strukturaning alohida bo'limlarining elektrokimyoviy jihatdan boshqacha harakat qilishiga olib kelishi mumkin. Natijada, tuproq korroziyasi nisbatan bir xil yoki yuqori darajada mahalliy bo'lishi mumkin.

Tuproq korroziyasiga ta'sir qiluvchi eng muhim omillar

Tuproqning qarshiligi va korroziya xavfi

Tuproqning qarshiligi yer osti atrof-muhitini baholashda eng ko'p qo'llaniladigan parametrlardan biridir. U tuproqning elektr toki oqimiga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini belgilaydi. Yuqori darajadagi namlik va erigan tuzlarni o'z ichiga olgan tuproqlar odatda quruq, qumli tuproqlarga qaraganda pastroq qarshilikka ega.
Past qarshilik korroziya oqimlarining oqimini kuchaytirishi mumkin va shuning uchun potentsial xavfning ortishi belgisidir. Biroq, tuproqning korroziyaga chidamliligi faqat bitta qarshilik qiymatiga asoslanib baholanmasligi kerak. Namlik, pH, ion tarkibi, kislorodlanish, mikroorganizmlar va adashgan oqimlarning mavjudligi ham hisobga olinishi kerak.

Tuproq namligi

Tuproq g'ovaklarida mavjud bo'lgan suv ionlarning tashilishini va metall yuzasida elektrolit hosil bo'lishini osonlashtiradi. Shuning uchun namlik miqdori elektrokimyoviy korroziya jarayonida juda muhimdir.
Biroq, namlik va korroziya tezligi o'rtasidagi bog'liqlik chiziqli emas. Juda quruq tuproqda ion o'tkazuvchanligi past bo'ladi. Namlik oshishi bilan o'tkazuvchanlik odatda ortadi. Biroq, suvning juda yuqori to'yinganlik darajasida, sirtga kislorod kirishi kamayishi mumkin. Shuning uchun korroziyaning yakuniy jarayoni elektrolit o'tkazuvchanligi va reagent tashish o'rtasidagi muvozanatga bog'liq.

Differentsial aeratsiya hujayralari

Tuproqda sodir bo'ladigan xarakterli hodisalardan biri bu metall yuzasining ma'lum qismlariga kislorodning differentsial kirishi natijasida hujayralarning shakllanishidir. Yaxshi shamollatiladigan, o'tkazuvchan tuproqda joylashgan qism ixcham, nam yoki cho'kindi bilan qoplangan tuproqda joylashgan qismga qaraganda boshqacha elektrokimyoviy sharoitlarga ega bo'lishi mumkin.
Bunday farqlar anod va katod mintaqalarining nisbatan katta masofalarga ajralishiga olib kelishi mumkin. Natijada, butun komponent bir xil materialdan tayyorlangan bo'lsa ham, strukturaning ma'lum bir qismida kuchli material yo'qotilishi mumkin.

Tuproq pH ning ta'siri

Tuproqning pH qiymati elektrokimyoviy reaksiyalarga va korroziya mahsulotlarining barqarorligiga ta'sir qiladi. Uglerodli po'latlarga kelsak, yuqori kislotali muhit korroziya tezligini oshirishi mumkin. Zanglamaydigan po'latlarning xatti-harakati, shuningdek, ularning passiv qatlamining barqarorligiga va agressiv ionlarning, asosan xloridlarning mavjudligiga bog'liq.
Biroq, tuproqning agressivligini aniqlash uchun pH ning o'zi yetarli emas. O'xshash pH ga ega ikkita tuproq qarshilik, xlorid va sulfat miqdori, namlik miqdori va kislorod bilan ta'minlanish jihatidan farq qilishi va natijada butunlay boshqacha tezlik va korroziya turlariga olib kelishi mumkin.

Tuproqda erigan xloridlar va tuzlar

Erigan tuzlar tuproqdagi g'ovak suvning o'tkazuvchanligini oshiradi. Xloridlar ayniqsa muhimdir, chunki ular zanglamaydigan po'latning passiv qatlamini beqarorlashtirishi va chuqurchalar va yoriqlar korroziyasi xavfini oshirishi mumkin.
Xloridlarni tabiiy tuproq komponentlaridan, yer osti suvlaridan, qirg'oqbo'yi muhitidan, sanoat faoliyatidan va muzdan tushirish tuzlaridan foydalanish mumkin. Mahalliy tuz to'planishi hududning umumiy xususiyatlaridan ko'ra ancha tajovuzkor muhit yaratishi mumkin.

Tuproqdagi MIC mikrobiologik korroziyasi

Tuproq biologik faol muhitdir. Mikroorganizmlar biofilm hosil qilishi va metall yuzasida mahalliy kimyoviy va elektrokimyoviy sharoitlarni o'zgartirishi mumkin. Bu jarayon mikrobiologik ta'sir ostidagi korroziya (MIC) deb ataladi.
Kislorod bilan cheklangan muhitda oltingugurt birikmalari metabolizmida ishtirok etadigan mikroorganizmlar rol o'ynashi mumkin. Biroq, MIK faqat bitta bakteriyalar guruhining harakatlariga bog'liq bo'lmasligi kerak. Haqiqiy muhitda mikroorganizmlarning murakkab jamoalari korroziya jarayonlarida ishtirok etishi mumkin va ularning ta'siri kimyoviy va biologik sharoitlarga bog'liq.
Mikrobiologik korroziya yuqori darajada lokalizatsiya qilinishi va chuqur material yo'qotishlariga olib kelishi mumkin, shuning uchun u quvurlar, tanklar va boshqa yer osti inshootlari uchun jiddiy tahdiddir.

Yer osti inshootlarining adashgan oqimlari va elektrolitik korroziyasi

Adashgan tok - bu mo'ljallangan elektr zanjiridan boshqa yo'llar orqali oqadigan elektr toklari. Ular DC tortish tizimlari, sanoat inshootlari va boshqa inshootlarning katodik himoya tizimlari yaqinida va boshqa joylarda paydo bo'lishi mumkin.
Agar to'g'ridan-to'g'ri tok metall yer osti inshootiga oqib kirsa va keyin boshqa nuqtada yerga oqib chiqsa, tok oqimi maydoni metallning intensiv anodik erishi joyiga aylanishi mumkin. Natijada yuzaga keladigan shikastlanish juda lokal bo'lishi mumkin.
Adashgan tok xavfini baholash uchun elektr va elektrokimyoviy o'lchovlar talab etiladi. Strukturaviy potensiallarni va bir xil ta'sir zonasida joylashgan katodik himoya tizimlarining o'zaro ta'sirini kuzatish ayniqsa muhimdir.

Yer osti quvurlarining korroziyasi

Quvurlar uzunligi va turli xil tuproq sharoitlaridan o'tish ehtimoli tufayli tuproq korroziyasiga ayniqsa moyil. Bir qism quruq, qumli tuproqlarga, boshqa qism esa nam loy tuproqlarga, sho'rlangan joylarga yoki kislorod ta'minoti cheklangan joylarga ega bo'lishi mumkin.
Po'lat quvurlar uchun asosiy himoya odatda metall yuzasi va elektrolit o'rtasidagi aloqani cheklaydigan to'g'ri tanlangan izolyatsiya qoplamasi bilan ta'minlanadi. Ko'pgina muhim yer osti inshootlari uchun qoplamalar katodik himoya bilan birgalikda ishlaydi.
Qoplama shikastlanishi, ayniqsa, metall yuzasining kichik qismlarini ochib qo'ygani uchun juda katta ahamiyatga ega. Himoya tizimi qoplamaning holatini, tuproq xususiyatlarini va boshqa o'rnatishlarning mumkin bo'lgan ta'sirini hisobga olgan holda ishlab chiqilishi va kuzatilishi kerak.

Yerdagi inshootlarni katodik himoya qilish

Katodik himoya himoyalangan strukturaning anodik erishini cheklash uchun uning potentsialini boshqarishni o'z ichiga oladi. Ikkita asosiy yechim qo'llaniladi: galvanik anodlardan foydalangan holda himoya qilish va ICCP (Impressed Current Cathodic Protection) deb ataladigan tashqi tok manbaiga ega tizimlar.

Katodik himoya barcha inshootlar uchun yagona, universal salohiyatni o'rnatishni o'z ichiga olmaydi. Himoya mezonlari material, inshoot turi, muhit va amaldagi standart kabi omillarga bog'liq. Noto'g'ri loyihalashtirilgan tizim samarasiz bo'lishi yoki qo'shni inshootlarga kiruvchi ta'sirlarga olib kelishi mumkin.

Yerdagi himoya qoplamalari

Himoya qoplamasi metall va nam zamin o'rtasida to'siq hosil qiladi. Yer osti inshootlari uchun epoksi, polietilen, polipropilen va boshqa tizimlar qo'llaniladi, bu inshoot turiga va ish sharoitlariga bog'liq.
Biroq, hech qanday qoplama xizmat muddati davomida to'liq nuqsonsiz to'siq deb hisoblanmasligi kerak. Zarar tashish, o'rnatish, qayta to'ldirish yoki konstruktsiyani keyinchalik ishlatish paytida yuzaga kelishi mumkin. Shu sababli, ko'plab o'rnatishlarda qoplama va katodik himoya yagona korroziyadan himoya qilish tizimining tarkibiy qismlari hisoblanadi.

Yerdagi zanglamaydigan po'lat

Zanglamaydigan po'latlar ko'plab tuproq sharoitlarida ajoyib qarshilik ko'rsatishi mumkin, ammo ularning ishlashi passiv qatlamni saqlab qolish qobiliyatiga bog'liq. Xlorid miqdori yuqori bo'lgan tuproqlar, kislorod kirishi cheklangan joylar, yoriqlar, cho'kindilar va MIC uchun qulay muhitlar ayniqsa noqulay bo'lishi mumkin.
Zanglamaydigan po'latdan yasalgan elementni ko'mish avtomatik ravishda to'liq korroziyaga chidamlilikni kafolatlamaydi. Agressiv tuproq sharoitida mahalliy korroziya paydo bo'lishi mumkin va darajani tanlashda tuproq va yer osti suvlari tarkibi, harorat, yoriqlar paydo bo'lish ehtimoli va biologik sharoitlar hisobga olinishi kerak.

Yerda ishlash uchun material tanlash

Jadvalda faqat materiallarning umumiy xususiyatlari keltirilgan. Barcha tuproqlar uchun mos bo'lgan universal tur yo'q. To'g'ri tanlov atrof-muhit parametrlari va qurilish sharoitlarini bilishni talab qiladi.

Tuproqning korroziyaga chidamliligi qanday tekshiriladi?

Tuproq atrof-muhitini baholash qarshilik, pH va namlikni o'lchashni, shuningdek, xlorid, sulfat va boshqa eruvchan komponentlarni tahlil qilishni o'z ichiga olishi mumkin. Tuzilma turiga qarab, elektrokimyoviy potensial o'lchovlari, adashgan tokni sinovdan o'tkazish va mikrobiologik faollik uchun qulay sharoitlarni baholash ham amalga oshiriladi.
Uzun chiziqli inshootlar uchun bitta tuproq namunasi vakillik qilmasligi mumkin. Shartlar bir nechta nuqtalarda, ayniqsa tuproq turi, namlik, sho'rlanish, elektr inshootlariga yaqinlik va boshqa korroziya manbalari o'zgarayotgan joylarda baholanishi kerak.

Tuproq korroziyasini qanday kamaytirish mumkin?

• material va himoya tizimini tanlashdan oldin tuproq xususiyatlarini bilib oling,
• to'g'ri tanlangan himoya qoplamalaridan foydalaning,
• talabchan o'rnatishlarda to'g'ri ishlab chiqilgan katodik himoyadan foydalaning,
• strukturani qoplashdan oldin qoplamaning sifati va uzluksizligini tekshiring,
• inshootning potentsialini va katodik himoya tizimining ishlashini kuzatib borish,
• adashgan toklarning va qo'shni qurilmalarning mavjudligini hisobga oling,
• mikrobiologik faollik uchun qulay muhitda MIK xavfini tahlil qilish,
• turli metallarning noqulay kombinatsiyalaridan saqlaning,
• strukturaning butun uzunligi bo'ylab tuproq xususiyatlaridagi o'zgarishlarni hisobga oling.

Yer osti va atmosfera korroziyasi

Tuproq va atmosfera korroziyasi elektrokimyoviy jarayonlardir, ammo kislorod, namlik va ionlarning tashish sharoitlari har bir muhitda har xil bo'ladi. Atmosferada sirt odatda namlanish va quritish sikllaridan o'tadi, yerda esa metall g'ovak suv bilan aloqada bo'lib qoladi, uning tarkibi va kislorodning mavjudligi mahalliy darajada sezilarli darajada farq qilishi mumkin.
Ayniqsa, inshootlar yer-atmosfera chegarasini kesib o'tadigan joylar qiziqish uyg'otadi. Namlik, kislorodlanish va ifloslanish sharoitlarining o'zgarishi mahalliy korroziya hujayralarining paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin, shuning uchun bu o'tish zonalari tegishli himoyani talab qiladi.

Tuproq korroziyasi namlik, qarshilik, pH, tuzlar, kislorod, mikroorganizmlar, adashgan oqimlar va tuproqning heterojenligining bir vaqtning o'zida ta'siriga bog'liq bo'lgan murakkab jarayondir. Shuning uchun, bitta parametr asosida yer osti muhitining agressivligini aniqlashning iloji yo'q.
Uglerodli po'lat konstruksiyalar holatida himoya asosi to'g'ri tanlangan qoplamalar va ko'p hollarda katodik himoya hisoblanadi. Zanglamaydigan po'latlar ko'p sharoitlarda yuqori qarshilikka ega, ammo ular xloridlar, yoriqlar, cho'kindilar va noqulay biologik sharoitlar mavjud bo'lganda ham mahalliy korroziyaga duchor bo'lishi mumkin.
Yer osti inshootlarini to'g'ri himoya qilish butun tizimni tahlil qilishni talab qiladi: material – tuproq – yer osti suvlari – qoplama – katodik himoya – adashgan oqimlar – ish sharoitlari.

Po'lat va metallarning korroziya turlari

Po'lat va metallarning bir xil korroziyasi
Zanglamaydigan po'latlarning chuqurchaga korroziyasi
Zanglamaydigan po'latlarning yoriq korroziyasi
Zanglamaydigan po'latning intergranulyar korroziyasi
Stressli korroziyaga qarshi yorilish SCC
Galvanik korroziya
Eroziv korroziya
Kavitatsiya korroziyasi
Korroziya charchoqlari
Fretting korroziyasi
Mikrobiologik korroziya MIC
Yuqori haroratli korroziya

Korroziyaning atrof-muhitga qarab taqsimlanishi

Dengiz korroziyasi – dengiz suvidagi po'lat va metallarning korroziyasi
Atmosfera korroziyasi
Tuproq korroziyasi
Chuchuk va sanoat suvlarida korroziya
Xlorid muhitida korroziya
Kislotali muhitda korroziya
Ishqoriy muhitda korroziya
Gazlar va chiqindi gazlardagi korroziya
Kanalizatsiya va kanalizatsiya tizimlarida korroziya
Kimyoviy va neft-kimyo muhitida korroziya

Tegishli mavzular

CPT – zanglamaydigan po'lat va nikel qotishmalarining kritik chuqurchalanish korroziya harorati
PREN – zanglamaydigan po'lat uchun chuqurchaga chidamlilik indeksi
CCT – Zanglamaydigan po'lat va nikel qotishmalarining kritik yoriq korroziya harorati