Jak rychle hnije potrubí v zemi?

Záleží na tolika faktorech. Jednak samozřejmě z materiálu. Je jasné, že obyčejná černá trubka zreziví rychleji než pozinkovaná. Kvalita samotné „černukhy“ se také liší – záleží na tom, z jakého druhu šrotu byla ocel vytavena. Například po válce bylo roztaveno obrovské množství vojenské techniky z legované oceli, z tohoto kovu se vyrábělo i vodovodní potrubí (někde až do poloviny 1950. let). Mnoho z nich tedy slouží dodnes! Zatímco potrubí dodávané v 1990. letech za stejných podmínek zcela zkorodovalo.

Dále je výrobní metodou svařování (sutura) nebo tzv. „bezešvý“ (bezešvý). Druhá možnost trvá déle. No a provozní podmínky. Koroze je možná pouze za přítomnosti kyslíku ve vodě, proces značně urychluje elektrochemie (proudy indukované v topném systému).

Proto i ta nejhorší „černukha“ v uzavřeném topném systému (soukromý dům s individuálním plynovým kotlem) může vydržet 50 a více let a při ústředním vytápění koroduje za 10-15 let.

Pokud je v bytovém domě chytrý chlap, který používá potrubí jako „uzemňovací vodič“, pak to může „zabít“ potrubní systém do 5 let. Stejně tak pokud je v zemi u trubky napájecí kabel, tak po 10 letech zaručeně budete muset vyměnit i tlustostěnnou trubku – ta se díky indukčním proudům změní v síto, které korozi značně zvyšují.

Plast a kov-plast mají svá omezení. O tom okamžiku ani nemluvím, tyto trubky jsou na trhu pouhých 15-20 let a záruka výrobce 50 let je teoretická – s takovým dlouhodobým provozem prostě zatím nejsou žádné reálné zkušenosti. Navíc jakýkoliv polymer při vysokých teplotách rychle degraduje (takové trubky v topném systému rozhodně nevydrží 50 let).

Nejnezničitelnějšími možnostmi jsou proto nerezová ocel a měď. Zejména měděné trubky se v Evropě používají od poloviny 19. století. Takové potrubí zpravidla vydrží celou životnost domu, tzn. po dobu 100 let nebo více bez jakékoli opravy nebo výměny.

V loňském roce byly v našem domě vyměněny rozvody ústředního topení. Předchozí byly instalovány při výstavbě domu v roce 1960. To znamená, že pracovali 57 let. Myslel jsem, že staré trubky jsou skoro celé zrezivělé a to, že nepraskají, je prostě nějaký zázrak. Když byly pokáceny, ukázalo se, že nebyly vůbec žádné, tloušťka stěn potrubí byla 3 mm. Nutno však říci, že k průlomům v roce 1995 skutečně došlo, ale jak mi odborníci vysvětlili, s největší pravděpodobností to bylo buď kvůli závadě na samotném potrubí v tomto úseku, nebo kvůli špatně provedenému spojení. Ale i tak jsem rád, že to změnili, protože systém byl hodně zanesený, a proto se v bytě moc netopilo, dost často jsem musel používat elektrické topení. Ale minulou zimu to nezapnuli ani jednou! – před 5 lety

Rychlost, s jakou ocelové potrubí pro vytápění a studenou vodu rezaví, může záviset na mnoha faktorech, včetně typu použité oceli, složení a kvality vody protékající potrubím a podmínek prostředí, kterým je potrubí vystaveno. Obecně však lze s jistotou říci, že ocelové trubky začnou po montáži poměrně rychle rezavět a že rychlost koroze se časem zvýší, pokud nebude prováděna správná údržba.

Jedním z hlavních faktorů přispívajících ke korozi ocelových trubek je přítomnost kyslíku ve vodě. Když jsou ocelové trubky vystaveny kyslíku, dochází k chemické reakci, která způsobí, že železo v oceli reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu železa neboli rzi. Tento proces je známý jako oxidace a může k němu dojít poměrně rychle, zvláště pokud má voda protékající potrubím vysoké množství rozpuštěného kyslíku nebo nízké hodnoty pH.

Dalším faktorem, který může přispívat ke korozi ocelových trubek, je přítomnost rozpuštěných minerálů ve vodě. Tyto minerály, které mohou zahrnovat vápník, hořčík a další kovy, mohou reagovat s ocelí v potrubí za vzniku sloučenin, které urychlují proces koroze. Tento typ koroze je známý jako galvanická koroze a může se vyskytnout zvláště rychle v prostředí, kde je voda kyselá nebo kde je potrubí vystaveno vysokým úrovním chloridů nebo jiných korozivních látek.

Rychlost koroze ocelových trubek může být ovlivněna také teplotou vody protékající trubkami. Vysoké teploty mohou urychlit proces koroze, zvláště pokud je voda kyselá nebo obsahuje velké množství rozpuštěných minerálů. Studená voda může také podporovat korozi, pokud je potrubí vystaveno kolísání teploty, což může způsobit kondenzaci vodních par na povrchu potrubí. Tato kondenzace může vytvořit korozivní prostředí, které zvýší míru koroze.

Kromě výše uvedených faktorů může rychlost koroze ocelových trubek ovlivnit řada dalších faktorů, včetně kvality oceli, ze které jsou trubky vyrobeny, tloušťky stěn trubek a stupně vystavení vlivům prostředí, jako je sluneční záření. a vlhkost. Na procesu koroze mohou přispívat i další faktory, jako je přítomnost bakterií nebo jiných mikroorganismů ve vodě.

Obecně je obtížné stanovit přesnou míru koroze ocelových trubek, protože se může lišit v závislosti na mnoha faktorech. Je však jasné, že rychlost koroze se časem zvýší, pokud nebude prováděna správná údržba. Aby se zabránilo rezivění a prodloužila životnost ocelových trubek, je důležité trubky pravidelně čistit a udržovat a podniknout kroky k zamezení vystavení korozivním vlivům a vlivům prostředí. Použití korozivzdorných materiálů, jako je měď nebo PVC místo ocelových trubek, může být navíc účinným způsobem, jak zabránit korozi a prodloužit životnost vodovodních systémů.

Pokračujme v sérii publikací o korozi potrubí pro různé účely. V tomto přehledu se dotkneme typu potrubí, se kterým se velmi často setkáváme v každodenním životě: v domácnosti, ve vzdělávacích institucích, ve zdravotnických zařízeních, v restauracích, v hotelech a ve výrobě – ​​potrubí systémů zásobování teplou a studenou vodou . Moderní člověk nemůže žít bez neustálého provozu těchto vodovodních systémů. Krátké letní období vypínání teplé vody kvůli údržbovým pracím vnímají někteří obyvatelé města jako katastrofu. Ne každý však ví, že zajistit bezporuchový provoz vodovodních systémů vyžaduje velké úsilí. Koroze vodovodního potrubí ročně vede k obrovskému počtu nehod a ztrátám ve stovkách milionů rublů. O typech koroze vodovodního potrubí a způsobech, jak jí předejít, si povíme v této recenzi.

Kovové trubky se dnes používají pro zásobování studenou (CW) a horkou vodou (TUV), jakož i pro vytápění: uhlíková ocel, pozinkovaná a negalvanizovaná (GOST 3262-75, GOST 10704-91, GOST 8732-78), nerez ocel (GOST 9941-81) nebo měď (GOST R 52318-2005). Vodovodní potrubí je obvykle náchylné k vnější korozi zeminy při přímém kontaktu povrchu potrubí s půdou nebo vodou a vnitřní korozi v případě agresivních korozních vlastností samotného přepravovaného vodního média.

Vnější koroze vodovodního potrubí vzniká při uložení potrubí do země nebo v tunelech trvale či sezónně naplněných vodou a lze ji rozdělit na elektrochemickou, biokorozi a korozi vlivem bludných proudů. Hlavní mechanismy takové koroze jsou podobné odpovídajícím mechanismům, které jsou vlastní hlavním a polním potrubím (můžete si o nich přečíst podrobněji zde nebo zde ). V tomto článku se zaměříme pouze na některé nuance vnější koroze, které jsou specifické pro vodovodní systémy.

Jednou z těchto nuancí je koroze potrubí uložených v různých podzemních kanálech a tunelech. V případě slabého utěsnění takových tunelů mohou být trvale nebo sezónně, v období největší půdní vlhkosti, zaplavovány půdní vodou, a to zcela nebo částečně. V tomto případě je pro zvýšení účinnosti katodové ochrany nutné použít speciální ochranné systémy. Jednou z nestandardních možností je použití tzv. tyčových chrániček instalovaných na povrch potrubí nebo na povrch tepelně izolační konstrukce vodovodních a topenářských systémů. Možnosti rozmístění takových chráničů se volí v závislosti na potenciálním nebezpečí zaplavení kanálu – zcela nebo částečně. Příklady uspořádání pro umístění takových ochranných systémů na povrchu potrubí jsou uvedeny na obrázku níže. Pro podrobnější informace o systémech protikorozní ochrany vnějšího povrchu kanálových (i nekanálových) potrubí doporučujeme nahlédnout do STO NOSTROY 2.18.116-2013 „Vnější inženýrské sítě. Potrubí tepelných sítí. Ochrana proti korozi. Technické požadavky, pravidla a kontrola pracovního výkonu“, vyvinutý společností Transenergostroy LLC.

Umístění tyčových chráničů na povrchu potrubí

Přejděme k procesům vnitřní koroze vodovodních a tepelných sítí. Ihned je třeba poznamenat, že v mnoha případech je korozní porucha vodovodního nebo topného potrubí spojena s kombinovaným působením vnějších a vnitřních korozních procesů. Mechanismus společného působení je něco takového. Nejčastější vnitřní korozní defekty ve stěnách potrubí jsou způsobeny důlkovou koroze a důlkovou koroze, malými otvory ve stěně potrubí. Ztráty vody těmito „otvory“ jsou malé, takže je obtížné je včas odhalit a odstranit. Voda unikající z takového otvoru se šíří po vnějším povrchu kovu v tenké vrstvě. Tato vrstva povrchové vody je elektrolyt, ve kterém probíhají elektrochemické reakce, které podporují vnější korozi na velké ploše potrubí a ničí hydro- a tepelnou izolaci. V důsledku toho se stěny potrubí na velké ploše ztenčují, což vede k poruchám s velkými ztrátami vody. Vnitřní koroze je tedy základní příčinou mnoha poruch vodovodního a topného potrubí, ačkoli na první pohled je příčinou vnější koroze.

Hlavní mechanismus koroze vodovodních a tepelných sítí je elektrochemický. Rychlost vnitřní koroze tepelných sítí a vodovodních systémů závisí na složení a vlastnostech vody: hodnota pH, obsah rozpuštěného kyslíku, oxid uhličitý, přítomnost chloridů a síranů, mikroorganismy, teplota, tlak, rychlost pohybu vody, eroze, kontaktní koroze (přítomnost armatur vyrobených z různých kovů).

Hlavním úskalím při určování mechanismů korozní destrukce je všestranný účinek většiny výše popsaných faktorů vnitřní korozní destrukce. V závislosti na vnějších podmínkách a kombinaci všech faktorů mohou změny kteréhokoli faktoru vést jak k inhibici, tak k urychlení vnitřní koroze vodovodních systémů. Například přítomnost rozpuštěného oxidu uhličitého a tedy uhličitanu vápenatého, hořečnatého nebo sodného ve vodě může vést jak k vytvoření stabilních homogenních ochranných filmů nerozpustných uhličitanů po celém povrchu potrubí, tak k inhibici procesu koroze, a k tvorbě nestabilních sedimentů a nehomogenních filmů, což urychluje korozní destrukci.

Vliv kyslíku na rychlost koroze oceli se projevuje také ve dvou opačných směrech. Kyslík na jedné straně zvyšuje rychlost procesu koroze, protože účinně depolarizuje katodová místa, na druhé straně má pasivační účinek na povrch oceli, zpomaluje korozi. Je třeba poznamenat, že kyslíková koroze oceli v horké vodě je převážně ulcerativní povahy a vede ke vzniku průchozích defektů.

Vnitřní koroze teplovodního potrubí – před a po čištění od korozních produktů

Vnitřní kyslíkovou korozi mohou urychlit chloridy a sírany obsažené ve vodě. Tyto látky jsou aktivátory procesu koroze, ničí pasivní ochranné filmy na kovovém povrchu. Například chloridové ionty za určitých podmínek nahrazují kyslík v ochranném oxidovém filmu, což vede k tvorbě pórů v něm, ve kterých začíná zrychlená místní korozní destrukce s tvorbou vředů. Sulfáty urychlují korozi přímo zvýšením elektrické vodivosti vodního prostředí a nepřímo podporou rozvoje biologické koroze.

S rostoucí teplotou vodního prostředí se obvykle zvyšuje rychlost koroze oceli. Ale pro otevřené systémy, ze kterých může rozpuštěný kyslík unikat do atmosféry, tzn. koncentrace rozpuštěného kyslíku ve vodě klesá, rychlost koroze po 80 °C klesá na velmi nízkou hodnotu, i když v uzavřených systémech rychlost koroze dále lineárně roste. Je třeba poznamenat, že optimální teplota teplé vody pro prodloužení životnosti potrubí a jeho ochranu před korozí by měla být mezi 45 a 50 °C. Vzhledem k hygienickým požadavkům na zamezení rozvoje bakterií Legionella v potrubních systémech je však teplota teplé vody udržována minimálně na 60 °C.

V horkovodních sítích je také někdy pozorována biokoroze při teplotách 60-70 °C při nízkých rychlostech pohybu vody – stagnace, za přítomnosti organických látek a síranů ve vodě. Mnoho druhů bakterií je aktivní žíravina. Nejdůležitější skupiny bakterií jsou ty, které se podílejí na přeměně železa a síry. Železné bakterie, např. Gallionella, usazující se v potrubí, vytvářejí na jejich stěnách slizovité nahromadění, které mají vysokou mechanickou pevnost, a proto je neodplavuje současná voda. Oblasti pod bakteriálními koloniemi jsou izolovány od vody a přístup kyslíku k nim je obtížný. Rozvoj železitých bakterií tedy vede k vytvoření zón s různým stupněm provzdušnění na povrchu potrubí, tzn. jsou vytvořeny podmínky pro rozvoj koroze.

Bakterie redukující sírany redukují síranové ionty obsažené ve vodním prostředí na sirovodík H₂S, který chemicky rozpouští ocel za vzniku sulfidů železa, což dává vodě tmavou barvu a nepříjemný sirovodíkový zápach. Jiný druh bakterií, thionové, oxiduje síru, thiosírany, thionáty na kyselinu sírovou, která se také přímo podílí na chemické korozi oceli.

Jedním z dalších a neobvyklých mechanismů korozní destrukce vnitřních vodovodních systémů je koroze zahrnující svodové proudy. Svodové proudy jsou proudy od jiných elektrických spotřebičů, které vstupují do potrubí tak či onak. Potrubí je prodloužený vodič, takže místo, kde takový proud z potrubí vystupuje, což je hlavní místo jeho destrukce, může být od místa vstupu dost vzdálené. Vliv svodových proudů na vodovodní systémy obecně vede ke stejným důsledkům jako korozivní účinek stejnosměrných a střídavých bludných proudů, ačkoli svodové proudy mohou také aktivovat elektrochemické korozní procesy.

Hlavní důvody pro výskyt svodových proudů a jejich vstup do potrubí jsou:

• neodborná obsluha stávajícího napájecího systému, např. záměrné použití potrubních systémů jako nulových pracovních vodičů, připojení nulového pracovního vodiče na nulovou ochrannou svorku a naopak atd.;
• nesprávné připojení elektrických spotřebičů (kotle na ohřev vody, pračky atd.) připojení potrubních systémů k systému napájení budovy;
• Poškození izolace kabelových vedení a/nebo elektrického zařízení, ke kterému dochází během provozu, mechanické poškození nulových pracovních vodičů.

Identifikace svodových proudů ve vodovodních systémech je složitý a časově náročný proces. Obvykle se tyto práce provádějí v následujícím pořadí:

• Určení nejpravděpodobnějších zdrojů proudu a možnosti jejich kontaktu s kovovými konstrukcemi a potrubím objektu.
• Provádění souboru diagnostických elektrometrických prací k identifikaci svodových proudů.
• Proveďte celou řadu standardních revizí elektroinstalace budov.
• Provádění kontrol přítomnosti, správného výběru sekcí a instalace nulových ochranných vodičů.
• Eliminace svodových proudů.

Diagnostika unikajícího proudu

Přejdeme-li k technologiím protikorozní ochrany potrubních systémů, zvláštní pozornost budeme věnovat i procesu vnitřní koroze. Vnější povrch takového potrubí je opatřen antikorozními ochrannými prostředky podobnými jako u jiných potrubí. Ochrana vnitřního povrchu je soustředěna především do 2 oblastí – vytvoření bariérové ​​ochrany mezi kovem a prostředím a snížení korozní aktivity prostředí samotného. Použití korozivzdornějších nerezových trubek nebude v tomto článku uvažováno – pokud vás toto téma zajímá, můžete si přečíst stručný přehled korozních vlastností nerezové oceli zde .

Jako příklad prvního způsobu ochrany uveďme použití ochranných nátěrů z materiálů, které mají oproti uhlíkové oceli příznivější antikorozní odolnost – nátěry, zinkové nátěry apod. Zde se však opět může projevit „všestrannost“ korozních procesů. Například zinkový povlak, který slouží jako korozní bariéra a v případě potřeby jako obětní anoda, začne urychlovat korozi samotné uhlíkové oceli, když teplota stoupne nad 60-70 °C.

Příklady snížení korozivnosti prostředí jsou:

• korozně bezpečné technologie výstavby vodovodních systémů (eliminace netěsností vzduchu, stojatých zón, stálá cirkulace vody, udržování optimální teploty, vytváření podmínek pro tvorbu stabilních přirozených ochranných vrstev atd.).
• stabilní dodržování stanovených provozních norem ve vodě pro přípustný obsah suspendovaných látek, solí a organických nečistot.
• odvzdušnění vody.
• inhibice vody.

Univerzální prostředky ochrany proti mikrobiologické korozi neexistují. Používá se chemická dezinfekce – chlorace a vitriol vody (v místě odběru vody), dále úprava vody ionty mědi a stříbra, jódem a ozonem a fyzikální dezinfekce pomocí ultrafialového a ultrazvukového záření.

Shrneme-li to, co bylo napsáno, můžeme říci, že problém vnější a vnitřní koroze systémů zásobování teplem a teplou vodou je velmi akutní. Je nutné to řešit rozborem každého konkrétního případu zvlášť, zejména pokud se uvažuje o systému individuálního vytápění a přípravě a spotřebě teplé vody, protože v tomto případě se příprava vody pro systémy zpravidla provádí, samostatně, bez použití připravované vody na tepelných elektrárnách nebo výtopnách.