Коррозия труб: причины возникновения коррозии на трубопроводе

• Что такое коррозия трубопровода
• Признаки и проявления коррозии труб
• Причины развития коррозии трубопровода под теплоизоляцией
• Последствия коррозии труб

Срок службы инженерных сетей определяет скорость коррозионного износа стальных трубопроводов. Коррозия труб, а также вызванные ею разрушения влекут за собой финансовые потери и представляют угрозу экологии, безопасности труда, ухудшают качество транспортируемого продукта. Помимо стальных труб, коррозионному поражению подвержены ответственные элементы систем — регулирующие, запорные устройства. 

Что такое коррозия трубопровода

Коррозия трубопровода представляет собой химическое или электрохимическое разрушение материалов, происходящее под воздействием негативных факторов окружающей среды. Этот процесс является основной причиной ухудшения состояния, а также снижения срока службы магистральных трубопроводов, что может приводить к значительным экономическим потерям, а также угрозам для безопасности.

Коррозия трубопроводов начинается на поверхности труб, где происходят реакции металла с различными элементами, входящими в состав окружающей среды. В результате этих реакций образуются оксиды, гидроксиды, другие соединения, постепенно разрушающие структуру металла. 

Самые распространенные формы коррозии:

• Общая. 

равномерно поражает всю поверхность металлических конструкции. Этот тип характерен для систем, работающих в агрессивных средах, таких как морская вода или химические реагенты.

• Местная.

Затрагивает отдельные участки поверхности, создавая очаги поражения.

• Питтинговая.

Представляет собой наиболее опасную форму, так как она проникает вглубь материала, образуя глубокие полости, трещины.

Причины возникновения коррозионных разрушений металлических трубопроводов бывают внешними и внутренними. 

К факторам внешней среды относят следующие виды негативных воздействий:

• атмосферные;
• почвенно-грунтовые;
• биокоррозию;
• блуждающие токи;
• экстремальные температуры;
• химические загрязнения;
• индуцированные переменные токи.

Внутренняя коррозия может быть обусловлена химическими свойствами передаваемых веществ, наличием растворенных газов или микроорганизмов, завоздушиванием, динамическими нагрузками. Формирование осадочных отложений ускоряет процесс изменения структуры металла.

Признаки и проявления коррозии труб

Коррозия труб — это необратимый процесс разрушения металлических поверхностей в результате их взаимодействия с различными химическими или физическими агентами. Этот процесс — одна из наиболее распространенных и опасных проблем в трубопроводных системах, так как может привести к серьезным повреждениям, отказам в эксплуатации. Признаки и проявления коррозии трубопроводов могут различаться с учетом условий, в которых находятся трубопроводные системы, а также от выбора материалов, методов защиты.

Одним из главных признаков коррозии металла является изменение цвета. Чаще всего это проявляется в виде ржавчины на поверхности труб, которая со временем может намного глубже проникать в структуру металла. В результате локального разрушения материала могут появиться трещины, пятна, язвы. Некоторые виды коррозии могут вызывать образование пузырей или вздутий на поверхности труб, что также указывает на разрушение внутренней структуры конструкции.

Еще одним показателем является утечка содержимого. Когда в результате коррозионного износа нарушается целостность трубы, начинается утечка жидкости или газа, транспортируемого по сети. Это обычно сопровождается снижением давления внутри системы, что может быть обнаружено при регулярных проверках, обслуживании инженерных сетей.

Шумы, вибрации различной интенсивности также могут свидетельствовать о наличии серьезных проблем. Разрушение поверхности трубы, ее внутренней структуры может привести к изменению характерного звука, вибрации системы во время работе. Это обусловлено тем, что корродированные участки трубы имеют другие механические свойства по сравнению с цельным металлом.

Выявить ранние признаки деформации можно с помощью химического анализа состава жидкости, протекающей по трубам. Присутствие продуктов коррозионных изменений, например, ионов железа или других металлов, можно обнаружить с помощью лабораторных методов анализа. Это позволяет принять меры для защиты трубопроводов и предотвращения дальнейшего разрушения металла до того, как поражение достигнет критического уровня.

Причины развития коррозии трубопровода под теплоизоляцией

Коррозия трубопроводов под теплоизоляцией — это серьезная проблема, которая может привести к значительным финансовым потерям и угрозе безопасности производственных процессов. 

Развитие коррозии под изоляцией обусловлено рядом факторов, которые взаимосвязаны и могут оказывать усиленное воздействие друг на друга:

1. Наличие влаги под теплоизоляцией.

Одной из основных причин коррозии является попадание влаги под теплоизоляционный материал. Вода может проникать через некачественно выполненные стыки, механические повреждения изоляции или в результате конденсации из-за температурных колебаний. При длительном нахождении влаги под теплоизоляцией создается благоприятная среда для электрохимических процессов, что приводит к ускоренному ржавлению.

2. Качество и тип теплоизоляционного материала.

Выбор материала для теплоизоляции играет важную роль в предупреждении коррозионного износа. Некоторые материалы могут быть проницаемы для влаги или сами по себе содержать химические вещества, усиливающие ржавление. Например, минеральная вата, обладая высокими термоизоляционными свойствами, может удерживать влагу и способствовать возникновению коррозии, если не будет обеспечена ее защитная обработка.

3. Нарушение технологии монтажа.

Неправильное выполнение теплоизоляционных работ — недостаточная герметичность стыков, использование неподходящих крепежных материалов или несоблюдение инструкций производителя — может привести к образованию зон, уязвимых для попадания влаги и появления ржавчины. Качественный монтаж требует квалифицированного персонала, а также строгого контроля на всех этапах работ.

4. Эксплуатационные условия.

Условия эксплуатации также оказывают значительное влияние на скорость и степень коррозии трубопроводов. Высокая влажность окружающей среды, частые температурные колебания, наличие агрессивных химических веществ в воздухе или в непосредственной близости от трубопровода могут многократно усилить коррозионные процессы. 

5. Электрохимические процессы

Электрохимические процессы — блуждающие токи, присутствие различных металлов в конструкциях, электростатические разряды — могут значительно ускорить коррозионные процессы. Влажная среда под теплоизоляцией создает идеальные условия для электрохимического взаимодействия, что приводит к интенсивному коррозионному разрушению металла трубопровода.

Выбор метода защиты трубопровода от коррозии зависит от условий эксплуатации, а также назначения системы.

Для предотвращения ржавления и преждевременного износа наружных и подземных трубопроводов под теплоизоляцией требуется комплексный подход, включающий использование качественных материалов, правильную технологию монтажа, регулярный контроль, обслуживание. Обязательным условием для надежной защиты трубопроводов от коррозии является также проведение антикоррозионной обработки поверхностей, своевременное устранение повреждений изоляции.

Понимание причин появления, механизмов развития коррозионных процессов под теплоизоляцией, а также выбор способов защиты труб от коррозии позволяет своевременно принимать меры, необходимые для продления срока службы трубопровода, обеспечения надежности эксплуатации промышленного оборудования.

Последствия коррозии труб

Коррозия стальных конструкций вызывает значительное снижение их механической прочности. Металлические трубы постепенно теряют свои физические свойства, устойчивость к нагрузкам, что может привести к утечкам, авариям и даже полному разрушению трубопровода. Это особенно критично в системах водоснабжения, газоснабжения, нефтепроводах, где любые нарушения могут привести к масштабным экологическим и экономическим катастрофам.

Вторым значимым результатом коррозионных изменений является увеличение эксплуатационных расходов. Поврежденные трубы нуждаются в регулярном ремонте, что влечет за собой дополнительные расходы на материалы, требует время для проведения ремонтных работ. Более того, во многих случаях ремонт становится невозможным или экономически нецелесообразным, и трубы приходится полностью заменять. На это потребуется еще больше времени, сил, финансов, что может негативно сказываться на качестве жизни, если речь идет о жилом строительстве, или деятельности предприятий.

Появление ржавчины также влияет и на качество транспортируемых веществ. Например, в трубах с питьевой водой коррозия металла может привести к загрязнению воды продуктами окисления, что представляет угрозу для здоровья населения. В промышленности коррозионное поражение может негативно сказываться на качестве производимых продуктов, вызывая их порчу или снижение технологической эффективности производства.

Для предотвращения и минимизации последствий разрушения труб применяются различные методы борьбы с ржавлением. Одним из наиболее распространенных способов защиты трубопроводов от коррозии является нанесение специальных покрытий на внешнюю и внутреннюю поверхность труб. Еще одним действенным методом выступает применение антикоррозийных ингибиторов, которые добавляются в транспортируемую среду и препятствуют химическим реакциям, вызывающим разрушение металла.