Эффективная защита от коррозии стальных труб. Как защитить трубопровод от коррозии Труба через бетон как уберечь от ржавчины

Металлические трубы имеют множество преимуществ, но во время их эксплуатации каждый может столкнуться с одной проблемой – коррозией. Коррозия труб приводит к сокращению срока их службы и бесполезной трате огромной массы металла, особенно если речь идет о стальных трубах. В связи с ней происходят аварии и утечки воды на водопроводных линиях, из-за нее увеличивается шероховатость внутренней поверхности труб, что сопровождается возникновением дополнительного сопротивления, падением напора воды и в конечном итоге увеличением затрат на её подачу.
Иными словами, коррозия металла создает необходимость в дополнительных строительных и эксплуатационных затратах в системах водоснабжения. Именно поэтому борьбе с коррозией в водопроводной практике уделяется особое внимание.

Причины коррозии извне и внутри труб

От коррозии металла страдает как внутренняя, так и внешняя поверхность стенок труб. Коррозия извне труб возникает вследствие контакта металла с почвой, поэтому её иногда называют почвенной коррозией. Растворы солей, которые содержатся в почве, есть жидкими электролитами, а поэтому они разрушают структуру металла при длительном взаимодействии с ним. Как особую характеристику почвы выделяют её коррозионную активность, которая находится в обратно пропорциональной связи с электрическим сопротивлением почвы, то есть чем выше электрическое сопротивление, тем меньше коррозионная активность почвы, и наоборот – чем ниже электрическое сопротивление почвы, тем выше её коррозионная активность. Благодаря тому, что известна эта зависимость, специалисты могут определять коррозионную активность грунтов, измерив всего лишь уровень их электрического сопротивления.
Коррозия внутри труб возникает от коррозийных свойств самой воды. Вода с низким водородным показателем (pH) и высоким содержанием кислорода, сульфатов, хлоридов и растворенной углекислоты быстро приводит к корродированию внутренней поверхности стенок металлических труб.

Способы защиты металлических труб от коррозии

Внешняя изоляция

Первым и важнейшим способом есть внешняя изоляция. Кроме антикоррозионных функций она уменьшает теплопотери и обеспечивает механическую защиту. Для создания изоляции могут быть использованы разные материалы, коротко рассмотрим возможные варианты.
1. Битумная изоляция. Состоит из слоя полиэтилена, который защищается битумным покрытием. Иногда может присутствовать стеклохолст, обернутый вокруг труб. Может использоваться для трубопроводов, которые размещаются в глинистых, песчаных и каменистых грунтах.
2. Полиэтиленовая антикоррозионная изоляция. Состоит из многослойного покрытия, специально предназначена защищать трубопроводы от коррозии.
3. Пенополиуретановая изоляция. Бывает двух видов. Первый – применение пенополиуретановых скорлуп, используется для наземных и подземных трубопроводов при канальном и бесканальном проведении труб. Второй – создание пенополиуретановой оболочки путем впрыскивания жидкого ППУ между трубой и предварительно созданной полиэтиленовой изоляцией, после чего ППУ отвердевает и превращается в целостную оболочку.

Существует ещё изоляция стекловатой и минеральной ватой, однако эти варианты изначально предназначены для уменьшения потерь тепла и предупреждения создания конденсата, а не для защиты от коррозии, поэтому они и используются преимущественно для изоляции трубопроводов тепловых сетей.
Возможна вариация толщины изоляционного слоя. В каждом конкретном случае толщина рассчитывается в зависимости от функциональной нагрузки на трубопровод, важности водопроводной линии и коррозийной активности почвы, в которой она размещена – чем выше эта активность, тем толще должен быть изоляционный слой.

Внутренняя изоляция

Трубы целесообразно изолировать не только извне, но и внутри. Например, в США для стальных и чугунных труб ранее успешно применялось внутреннее цементное покрытие толщиной 3–6 миллиметров, и это на долгое время сохраняло пропускную способность трубопроводов на высоком уровне. Могут применяться цементно-песчаные растворы, лаки. Кроме этого возможно саму воду через специальную обработку лишать её коррозионных свойств.

Катодная защита

Катодная защита – иной способ защиты металлических трубопроводов от коррозии, принципиально отличающийся от рассмотренных выше. В его основу положена электрохимическая теория коррозии, согласно которой коррозия связанна с гальваническими парами, что образовываются в области соприкосновения металлов с почвенной средой, а деструкция металлов происходит в местах, где из него выходит ток в окружающую среду. Следовательно, если подключить внешний источник постоянного тока и направить ток в землю через предварительно зарытые около трубопровода старые железные трубы, рельсы и другие металлические предметы, то поверхность трубопровода превратится в катод, что защитит его от деструктивного влияния гальванических пар. А отводиться от трубопровода ток должен через специальный провод к отрицательному полюсу внешнего источника. Недостаток этого способа в энергозатратности, поэтому чаще его используют как дополнительный, но не основной метод.

Удаление водопроводных труб от электротранспортных путей

Способствовать корродированию металлических труб может воздействие блуждающих токов, которым особенно подвергаются трубы, проложенные возле путей внутризаводского либо городского электротранспорта. Этого избегают двумя путями – удаляя водопроводные трубы от электротранспортных путей и придерживаясь известных правил построения рельсовых дорог для электротранспорта.

Перечисленные методы защиты водопроводных труб от коррозии обычно используются комплексно. В этих методах обобщён опыт многолетней практики и разнообразных технических исследований, поэтому их эффективность не только доказана, но и проверена жизнью.

Хотите узнать, какая наиболее эффективная защита от коррозии стальных труб? Металлические трубы в процессе эксплуатации подвергаются постоянному воздействию различных неблагоприятных факторов. Для решения этой проблемы специально разработана комплексная защита трубопроводов от коррозии по СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

Наружное полимерное покрытие — надежная защита от коррозии стальных труб

Методы борьбы с коррозией

В этой статье читателю предложена подробная инструкция, в которой детально описаны основные принципы выполнения антикоррозионной защиты для металлических изделий. Я расскажу как защитить от коррозии любую металлическую поверхность.

Классификация вредоносных факторов

По механизму возникновения и степени разрушающего воздействия все вредоносные факторы условно можно разделить на несколько видов.

1. Атмосферная коррозия возникает при взаимодействии железа с водяным паром, который содержится в окружающем воздухе, а также в результате прямого контакта с водой при выпадении атмосферных осадков. В процессе протекания химической реакции образуется оксид железа, или проще говоря, обычная ржавчина, которая существенно снижает прочность металлических изделий, а со временем может привести к их полному разрушению.

Электрохимическая коррозия под землей разрушает даже толстостенные трубы

1. Химическая коррозия возникает в результате взаимодействия железа с различными активными химическими соединениями (кислоты, щелочи и пр.). При этом протекающие химические реакции приводят к образованию других соединений (соли, оксиды и пр.), которые также как и ржавчина, постепенно разрушают металл.
2. Электрохимическая коррозия возникает в тех случаях, когда железное изделие длительное время находится в среде электролита (водный раствор солей различной концентрации). При этом на поверхности металла образуются анодные и катодные участки, между которыми протекает электрический ток. В результате электрохимической эмиссии частицы железа переносятся из одного участка в другой, что приводит к разрушению металлического изделия.
3. Воздействие отрицательных температур в тех случаях, когда трубы используются для транспортировки воды, приводит к ее замерзанию. При переходе в твердое агрегатное состояние, в воде образуется кристаллическая решетка, в результате чего ее объем увеличивается на 9%. Находясь в замкнутом пространстве, вода начинает давить на стенки трубы, что в конечном итоге приводит к их разрыву.

Обратите внимание!

Существенная разница среднегодовых и среднесуточных температур приводит к значительным колебаниям общей длины трубопровода, которые вызваны линейным тепловым расширением материала. Чтобы не допустить разрыва труб и повреждений несущих конструкций, через определенное расстояние на линии необходимо устанавливать тепловые компенсаторы.

Анализ почвы

Для того чтобы выбрать наиболее эффективный метод защиты, необходимо иметь точные сведения о характере окружающей среды и конкретных условиях эксплуатации стального трубопровода. В случае прокладки внутренней или воздушной линии эту информацию можно получить на основе субъективных наблюдений, а также исходя из среднегодового климатического режима для данного региона.

В случае укладки подземного трубопровода, коррозионная стойкость и долговечность металла во многом зависят от физических параметров и химического состава грунта, поэтому перед тем как рыть траншею своими руками, необходимо сдать образцы почвы на анализ в специализированную лабораторию.

Важнейшими показателями, которые нужно выяснить в процессе анализа, являются следующие качества грунта:

1. Химический состав и концентрация солей различных металлов в грунтовых водах. От этого показателя во многом зависит плотность электролита и электрическая проницаемость почвы.
2. Качественный показатель кислотности почвы, которая может вызывать как химическое окисление, так и электрохимическую коррозию металла.
3. Электрическое сопротивление земли . Чем ниже значение электрического сопротивления, тем в большей степени металл подвержен разрушительному воздействию, вызванному электрохимической эмиссией.

Обратите внимание!

Для получения объективных результатов анализа, образцы почвы необходимо извлекать с тех слоев грунта, в которых будет проходить трубопровод.

Защита от воздействия низких температур

В случае подземной или воздушной прокладки водопроводных и канализационных сетей, важнейшим условием их бесперебойной эксплуатации является защита труб от замерзания и сохранение температуры воды на уровне не ниже 0°С в холодное время года. Для снижения отрицательного воздействия температурного фактора окружающей среды, применяются следующие технические решения:

1. Прокладка подземного трубопровода на глубине , превышающей максимальную глубину промерзания грунта для данного региона.
2. Теплоизоляция воздушных и подземных линий при помощи различных материалов с низкой теплопроводностью (минеральная вата, пенопластовые сегменты, пенопропиленовые рукава).

Фольгированные гильзы из минеральной ваты для утепления труб

1. Обратная засыпка траншеи трубопровода сыпучим материалом с низкой теплопроводностью (керамзит, каменноугольный шлак).
2. Дренирование прилежащих слоев грунта с целью снижения его теплопроводности.
3. Прокладка подземных коммуникаций в жестких закрытых коробах из армированного железобетона, которые обеспечивают наличие воздушной прослойки между трубой и грунтом.

Наиболее прогрессивный метод того, как защитить трубы от замерзания заключается в использовании специального кожуха, состоящего из оболочки, выполненной из теплоизоляционного материала, внутри которой уложен электрический нагревательный элемент.

Обратите внимание!

Глубина промерзания грунта для каждого конкретного региона, а также методика ее расчета регламентируется нормативными документами СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» и СНиП 23-01-99* «Строительная климатология».

Наружное гидроизоляционное покрытие

Наиболее распространенным способом борьбы с коррозией металла является нанесение на его поверхность тонкого слоя прочного водонепроницаемого защитного материала.

Я приведу простые примеры:

1. Наиболее распространенным вариантом защитного покрытия является обычная водостойкая краска или эмаль. Например, защита газовой трубы, проходящей по воздуху, всегда выполняется при помощи атмосферостойкой эмали желтого цвета;
2. Подземные водопроводные и газопроводные коммуникации собираются из стальных труб, которые снаружи предварительно покрыты толстым слоем битумной мастики, а затем обернуты плотной технической бумагой:
3. Также высокую эффективность имеют покрытия из композитных или полимерных материалов;
4. Чугунные элементы канализационных коммуникаций изнутри и снаружи покрывают толстым слоем цементно-песчаного раствора, который после застывания образует однородную монолитную поверхность. Таким образом можно защитить опорные .

Чтобы правильно подобрать подходящий материал для наружного покрытия, необходимо знать, что антикоррозионная защита металла должна одновременно обладать несколькими качествами.

1. Лакокрасочное покрытие после высыхание должно иметь сплошную однородную поверхность, обладающую высокой механической прочностью и абсолютной устойчивостью к воздействию воды;
2. Защитная пленка гидроизоляционного материала, при указанных свойствах, должна быть эластичной и не разрушаться под воздействием высоких или низких температур;
3. Исходный материал для нанесения покрытия должен обладать хорошей текучестью, высокой укрывающей способностью, а также хорошей адгезией к поверхности металла;
4. Антикоррозионная обработка наносится на сухую очищенную поверхность металла;
5. Электропроводность. Еще одним показателем качественного изолирующего материала, является то, что он должен быть абсолютным диэлектриком. Благодаря этому свойству обеспечивается надежная защита трубопроводов от блуждающих токов, которые усиливают неблагоприятное воздействие электрохимической коррозии.

Обратите внимание!

Наиболее эффективными решениями для гидроизоляции металла принято считать составы на основе битумных смол, двухкомпонентные полимерные композиции, а также рулонные полимерные материалы на самоклеящейся основе.

Активная и пассивная электрохимическая защита

Подземные инженерные коммуникации в большей степени подвержены возникновению очагов коррозии, чем воздушные и внутренние трубопроводы, потому что постоянно находятся в среде электролита, который представляет собой раствор солей, содержащихся в составе грунтовых вод.

Для того чтобы свести к минимуму разрушающее воздействие, вызванное реакцией железа с водно-солевым раствором электролита, используются активные и пассивные методы электрохимической защиты.

1. Активный катодный метод заключается в направленном движении электронов в цепи постоянного электрического тока:

• Для этого к отрицательному полюсу источника постоянного тока подключается трубопровод, а к положительному – анодный заземляющий стержень, который заглубляют в землю неподалеку;
• После подачи напряжения, электрическая цепь замыкается через почвенный электролит, в результате чего свободные электроны начинают движение от заземляющего стержня к трубопроводу;
• Таким образом, заземляющий электрод постепенно разрушается, а освободившиеся электроны вместо трубопровода вступают в реакцию с электролитом.

1. Пассивная протекторная защита трубопроводов заключается в следующем:

• Рядом с железом в земле размещают электрод из более электроотрицательного металла, например цинка или магния;
• Стальную трубу и электрод соединяют между собой электрически через контролируемую нагрузку;
• В среде электролита они образуют гальваническую пару, которая в процессе реакции вызывает движение электронов от цинкового протектора к защищаемому трубопроводу.

3. Электродренажная защита также является пассивным методом, который выполняется путем подключения трубопровода к заземляющему контуру:

• Подключение производится в соответствии с требованиями ПУЭ;
• Такой способ помогает избавиться от возникновения блуждающих токов и применяется в случае расположения трубопровода поблизости контактной электросети наземного или рельсового транспорта.

Обратите внимание!

Наглядным примером пассивной протекторной защиты является всем известное цинковое покрытие изделий из железа, или проще говоря, оцинковка.

Заключение

Каждый из приведенных методов имеет свои преимущества и недостатки, поэтому использовать их нужно в зависимости от конкретных условий. В заключение мугу сказать лишь то, что независимо от выбранного способа, цена ремонта и замены трубопровода обойдется значительно дороже, чем стоимость самой сложной и трудоемкой защиты.

Коррозия является одной из основных проблем всех металлоконструкций. Многие специалисты считают, что появление ржавчины – это неотвратимый процесс, и единственной их рекомендацией является смена металлических труб на пластиковые. Однако учитывая хрупкость пластика, такие пертурбации можно провести далеко не везде. К тому же, развитие коррозии можно замедлить, значительно снизив её разрушающее воздействие.

Существует несколько способов борьбы с коррозией профильных труб в Москве, и самый простой из них – это нанесение на металл специальных средств, образующих защитную пленку на его поверхности. Таким средством может быть краска, лак или эмаль. Для лакокрасочных покрытий характерна низкая газопроницаемость и газопроницаемость, а также способность к водоотталкиванию. Такие покрытия не позволяют металлу контактировать с влагой, кислородом и прочими агрессивными веществами, вызывающими коррозию. ЛКМ являются относительно недорогими и очень легки в нанесении. Для этого используется обыкновенная кисть. Также возможен вариант со спреем.

Защитные качества лакокрасочных материалов сохраняются на протяжении нескольких лет, после чего слой необходимо обновлять. Они имеют несколько недостатков:

1. Не выдерживают значительные механические повреждения.
2. Не стойки к температурным перепадам.

Как следствие, со временем на поверхности окрашенных труб образуются трещины, потому такой вид защиты следует осуществлять регулярно.

Как правильно подготовить трубу под покраску

Для того, чтобы надежно защитить трубу от коррозии, необходимо не только использовать качественные защитные вещества, но и позаботиться о правильном их нанесении. В первую очередь здесь следует добиться высокой адгезии, то есть, качества сцепления наносимого состава с металлом. Данный способ борьбы с коррозией на профильных трубах в Москве предполагает равномерный слой нанесения, отсутствие воздушных пузырей и пористости. Поэтому, качество покрытия будет напрямую зависеть от подготовки основания.

Слабое место металлических труб — подверженность коррозии. С течением времени трубы из чугуна и стали неизбежно ржавеют, а это влияет на эксплуатационные характеристики трубопровода не лучшим образом. Чтобы трубопровод служил дольше, и его состояние не влияло отрицательно на качество воды, следует своевременно удалять ржавчину.

Ржавчина влияет не только на то, что в местах образовавшегося налета, труба может попросту дать течь, но и на качество транспортируемой жидкости. Вода в ржавых трубах имеет неприятный запах и становится пригодной только для технического использования.

При коррозии в трубах отопления снижается эффективность обогрева, что неизбежно увеличивает эксплуатационные расходы.

Способы очистки ржавых труб

Появление коррозии может происходить как с наружной, так и с внутренней стороны трубы. Способы очистки зависят от локализации налета и от степени поражения.

Не стоит очищать от ржавчины сильно проржавевшие трубы — это может привести к их повреждению, и в результате, труба придет в негодность . Поэтому в случае сильного поражения коррозией гораздо целесообразней просто заменить поврежденный участок трубопровода или всей линии целиком.

Только если труба незначительно повреждена ржавчиной, очистка будет эффективна, и увеличит срок эксплуатации трубы на некоторое время.

Очищение трубы снаружи

Если труба проржавела снаружи для ее очищения можно использовать:

Обратите внимание! Специальные средства для удаления ржавчины стоит использовать, строго соблюдая инструкцию и дозировку. В их состав входят сильнодействующие щелочи, которые при нарушении инструкции могут повредить трубы.

Очищение трубы с внутренней стороны

Помимо коррозии на внутренних стенках труб скапливаются и накипь, и различные отложения. Чтобы сохранить пропускную способность трубы, необходимо регулярно прочищать и промывать ее изнутри в целях профилактики.

Металлические трубы еще не полностью ушли из нашего обихода, уступив свое место пластиковым. Потому, что металл по сравнению с пластиком больше устойчив к высокому давлению, выдерживает значительно большие механические нагрузки, устойчив к перепадам температуры, имеет гораздо меньший коэффициент теплового расширения.

Главный враг металла – это коррозия. Особенно это верно в отношении подземных металлических трубопроводов.

В грунте металлический трубопровод выступает в качестве электрода, а влажная земля – в качестве электролита. Отсюда и очень быстрое развитие коррозии на незащищенных трубах, приводящее к их полному уничтожению. Кроме того, такие трубы подвергаются прямому и весьма сильному механическому воздействию грунта, что только активизирует коррозийные процессы. Покраска труб любыми эмалями здесь не выручит, так как подобная защита не может противостоять механическим нагрузкам. И в условиях электролита грунта весьма недолговечная.

Как защитить металлические трубы в земле от коррозии?

Для защиты подземных труб применяются эластичные покрытия на основе битума. Это специальные мастики, в которых битум смешивается с полимерами для придания прочности. Есть виды битумных мастик, специально предназначенные для защиты металла (окрашенного и не окрашенного) в весьма сложных условиях эксплуатации.

Также можно защитить трубы изоляционными материалами, например гидроизолоном. Он представляет собой асбестовую бумагу, обработанную битумом с добавлением полимеров или целлюлозы. Обернув трубы такой бумагой, вы создаете прочный барьер между ними и грунтом.

Еще один изоляционный материал – геотекстиль. Это полотно из полимера, обладающее отличными гидроизоляционными и прочностными свойствами. Он не разлагается в грунте, а значит, защита будет очень долговременной. К тому же это весьма дешевый материал, сравнимый по цене и с мастиками и с гидроизолоном.


Один из современных методов защиты металлических труб – холодное оцинкование, которое можно выполнить без всяких сложностей в любых условиях. Достаточно иметь валик или кисть. При этом результат сравним с заводской оцинковкой гальваническим или горячим способом. Правда, такой способ защиты труб уже не дешевый. Состав для холодного оцинкования сделан на эпоксидной или полистирольной основе, в которую добавлена пыль цинка, с размерами частиц не более 10 мкм. Этот состав наносится по аналогии с окрашиванием. Но теперь трубы окажутся покрытыми прочной защитной пленкой, достаточно эластичной, что бы не растрескаться, и в то же время очень долговечной и устойчивой по механическим показателям. А цинк в составе будет выполнять свою обычную роль электрохимической защиты.