Почвенная коррозия. Механизм и особенности

Почвенной коррозией называют разрушение металла под воздействием агрессивной почвенной среды. Потери металла вследствие протекания почвенной коррозии ежегодно достигают 4%.

Под воздействием различных факторов на поверхности металла образуются гальванические пары, сопровождающиеся движением тока, происходящим между металлом и окружающей средой.

Почвенная коррозия почти всегда протекает по электрохимическому механизму: исключения составляют лишь очень сухие грунты.

Анодный процесс при почвенной коррозии – разрушение металла. На катоде же проходит кислородная деполяризация, которая чаще всего сопровождается затрудненным доступом кислорода к поверхности корродирующего изделия. Тогда подвод кислорода может осуществятся несколькими способами: диффузией в жидкой или газообразной среде или направленным течением этих фаз, перемешиванием фаз при помощи конвекции.

Во влажном грунте процесс проходит с преимущественно катодным контролем, а сухих рыхлых почвах – анодным. Иногда, при работе протяженных микропар может наблюдаться катодно-омический контроль.

На катоде также может проходить и водородная деполяризация, но только в условиях кислых грунтов. Существенно изменить ход коррозионного процесса могут и микроорганизмы.

Особенности почвенной коррозии металлов:

· значительное влияние омического сопротивления грунта;

· возникновение коррозионных микро и макропар;

· язвенный характер разрушения.

Агрессивность почвы зависит от нескольких факторов:

Влажность грунта

Пусть где-то больше, а где-то меньше, но влага в почве присутствует почти везде. Именно влажность грунта очень сильно влияет на скорость почвенной коррозии, так как превращает почву в электролит. Она же вызывает электрохимическую коррозию находящихся в грунте металлоконструкций.

Пористость грунта

Пористость грунта влияет на способность длительное время сохранять влагу и аэрацию. Грунты, хорошо пропускающие воздух (песчаные), зачастую бывают более агрессивны, чем глинистые, так как затруднения доступа кислорода замедляет процесс коррозии. В песчаных грунтах катодный процесс протекает с облегчением.

Кислотность грунта

Кислотность грунтов ускоряет почвенную коррозию, так как вторичные продукты коррозии становятся более растворимы и появляется возможность дополнительной катодной деполяризации ионами водорода.

Электропроводность грунта

Электропроводность грунта зависит от его минералогического состава, количества влаги и солей в почве. Каждый вид грунта имеет свое определенное значение электропроводности, которое может колебаться от нескольких единиц до нескольких сотен Ом на метр. Соленость грунта оказывает огромное влияние на его электропроводность. С увеличением содержания солей легче протекают анодный и катодный электродные процессы, что снижает электросопротивление. Почти всегда определив электропроводность грунта можно судить о его степени коррозионной агрессивности. Исключение составляют водонасыщенные почвы.

Влияние температуры

Температура может колебаться в очень больших пределах, поэтому и ее влияние на почвенную коррозию значительно. Зимой свободная вода, заполняющая капилляры в почве, замерзает, и скорость почвенной коррозии уменьшается. Этому также способствует уменьшение аэрации металла. В летнее время, когда на улице стоит жара, скорость почвенной коррозии может тоже замедлятся, что является следствием высыханием почвы. Самый большой ущерб почвенная коррозия наносит в межсезонье, когда грунт достаточно влажный, созданы оптимальные условия для протекания коррозионного процесса. Температура грунта зависит от времени года, географической широты, времени суток, погоды.

Влияние микроорганизмов на почвенную коррозию металлов

В почве живут и развиваются два вида микроорганизмов: аэробные, способные существовать только при наличии кислорода, анаэробные, для обеспечения жизнедеятельности которых кислород не требуется. Они оказывают огромное влияние на почвенную коррозию металлов. Почвенная коррозия металлических сооружений, вызванная жизнедеятельностью живых микроорганизмов, носит название биологическая (биокоррозия) либо биохимическая.

Аэробные микроорганизмы (почвенные) существуют двух видов: одни принимают непосредственное участие в осаждении железа, другие – окисляют серу.

Выделившийся кислород обеспечивает протекание реакции на катоде. Сероводород и сульфиды в почве являются причиной появления на поверхности эксплуатируемой конструкции рыхлого слоя сульфида железа[5,6].

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: