4.3.4. Коррозия в морской воде

Морская вода является хорошо аэрированным нейтральным электролитом с высокой электропроводностью вследствие содержания от 1 до 4% солей (хлориды, сульфаты натрия, магния, калия, кальция).

Механизм коррозии в морской воде электрохимический, преимущественно с кислородной деполяризацией. Процесс коррозии при этом разделяется: на поверхности металла протекает катодный, а в порах, трещинах и других дефектах окисной пленки – анодный процесс. Это обусловливает наличие на металле кроме общей коррозии язвенных и питтинговых поражений. Присутствие ионов-активаторов (Cl^–) препятствует образованию пассивных пленок на поверхности металлов.

На скорость коррозии металлов в морской воде влияет ряд факторов:

1) движение морской воды ускоряет подвод кислорода к поверхности металла, что приводит к росту скорости коррозии;

2) изменение температуры морской воды;

3) наличие солей. Кремнекислые соединения и углекислый кальций оседают на поверхности металла, оказывая защитное действие. Йод и бром играют роль дополнительных катодных деполяризаторов и ускоряют коррозию металлов. Сероводород связывает ионы металлов в труднорастворимые сульфиды и ускоряет процесс коррозии, облегчая протекание катодного и анодного процессов электрохимической коррозии;

4) периодическое смачивание поверхности металла и повышенное содержание кислорода в поверхностных слоях воды;

5) при неоднородности металла закатанная окалина играет роль катода, а основной металл – роль анода;

6) наличие стыков, зазоров, щелей резко усиливает коррозионный процесс, так как плохая аэрация усиливает скорость протекания анодного процесса растворения металла;

7) блуждающие токи;

8) биокоррозия;

9) контакты разных металлов в морской воде приводят к быстрому разрушению анодного металла.

4.3.5. Подземная коррозия трубопроводов

Газонефтепроводы, водопроводные и канализационные сети, заглубленные и полузаглубленные резервуары, электрические кабели, сваи и другие металлические конструкции, эксплуатирующиеся в подземных условиях, подвергаются коррозионному разрушению.

Грунт, содержащий растворенные в воде химические реагенты, обладает ионной электропроводимостью. Это делает его коррозионно-активным электролитом по отношению к металлическим конструкциям. В большинстве случаев подземная коррозия протекает по электрохимическому механизму.

Наиболее характерным катодным процессом при грунтовой коррозии является кислородная деполяризация. Подвод кислорода к поверхности корродирующего металла осуществляется газообразной или жидкой фазой. В сильнокислых грунтах может наблюдаться водородная деполяризация, но в большинстве грунтов она не встречается. Процесс анодного растворения железа во влажных грунтах начинается с перехода в грунтовый электролит иона-атома металла, несущего положительный заряд. В дальнейшем ион-атом гидратируется полярными молекулами воды и превращается в нейтральную частицу. При недостатке полярных молекул воды происходит накапливание положительных ионов-атомов в приэлектродном слое, т.е. сдвиг потенциала анода в положительную сторону, уменьшающий скорость анодного растворения.

Скорость коррозии определяется лимитирующей стадией процесса. Коррозионный процесс с катодным контролем характерен для большинства плотных и увлажненных грунтов, когда основную роль играет реакция присоединения свободного электрона (кислородная или водородная деполяризация), протекающая с минимальной скоростью. Это объясняется торможением поступления воздуха к поверхности корродирующего металла. Для сухих, рыхлых и хорошо аэрируемых грунтов характерен анодный контроль, когда затруднен отвод положительных ионов металла от анодного участка поверхности металла.

К основным условиям возникновения грунтовой коррозии металлов относят:

– разность потенциалов двух разноименных металлических деталей, а также отдельных участков одного и того же металла;

– контакт одного или нескольких металлов с электролитом;

– наличие в электролите диссоциированных ионов.

Основные факторы, влияющие на грунтовую коррозию трубопроводов: структура и состав грунтов, влажность, минерализация грунтовых вод, рН, состав металлической конструкции, температура.