Wirksamer korrosionsschutz für stahlrohre

Praktisch jedes System der internen Infrastruktur und der Lebenserhaltung von Wohngebäuden, kommunalen und gewerblichen Gebäuden oder Industrieanlagen ist im Großen und Ganzen ein entwickeltes Netz von Rohrleitungen, die diese oder andere Objekte des Systems in einer bestimmten Reihenfolge verbinden.

In den meisten Fällen, zum Beispiel bei der Anordnung einer Gasleitung, wird eine Warm- und Kaltwasserversorgung, Fäkal- oder Kabelabwassersysteme sowie Heizungs- und Belüftungssysteme, Untertage-, Luft- oder Inneninstallation von Metallrohren mit verschiedenen Durchmessern und Größen verwendet.

Je nach Betriebsmodus und Umgebungsbedingungen können Metallrohre während des Betriebs lange Zeit verschiedenen nachteiligen Faktoren ausgesetzt werden. Um dieses Problem zu lösen, wurde der komplexe Korrosionsschutz von Rohrleitungen nach SNiP 2.03.11-85 „Schutz von Bauwerken vor Korrosion“ speziell entwickelt.

Methoden zum Umgang mit Korrosion

In diesem Artikel werden einige Optionen für den aktiven und passiven Schutz von Metallprodukten, die Pipeline-Engineering-Services ausmachen, erläutert.

Auch hier wird eine detaillierte Anleitung gegeben, die die Grundprinzipien der Implementierung des Korrosionsschutzes für Metallprodukte beschreibt, die für den Betrieb unter aggressiven Bedingungen bestimmt sind.

Klassifizierung schädlicher Faktoren

Wie oben erwähnt, hängt die Art und das Ausmaß des Einflusses externer Faktoren weitgehend von den spezifischen Betriebsbedingungen ab, wie z. B. der Lage der Rohrleitung, der chemischen Zusammensetzung des Bodens, der durchschnittlichen Jahrestemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung, dem Vorhandensein von Gleichstromquellen in der Nähe usw.

Je nach Vorkommnismechanismus und Schädigungsgrad können alle schädlichen Faktoren in mehrere Typen unterteilt werden.

1. Atmosphärische Korrosion tritt auf, wenn Eisen mit Wasserdampf in Wechselwirkung tritt, der in der Umgebungsluft enthalten ist, und auch als Ergebnis eines direkten Kontakts mit Wasser während des Niederschlags. Im Verlauf einer chemischen Reaktion bildet sich Eisenoxid oder einfacher gewöhnlicher Rost, der die Festigkeit von Metallprodukten erheblich verringert und mit der Zeit zu deren völliger Zerstörung führen kann.

1. Chemische Korrosion resultiert aus der Wechselwirkung von Eisen mit verschiedenen aktiven chemischen Verbindungen (Säuren, Laugen usw.). Gleichzeitig führen die ablaufenden chemischen Reaktionen zur Bildung anderer Verbindungen (Salze, Oxide usw.), die wie Rost das Metall allmählich zerstören.
2. Elektrochemische Korrosion tritt auf, wenn sich das Eisenprodukt für längere Zeit in einem Elektrolytmedium befindet (eine wässrige Lösung von Salzen verschiedener Konzentrationen). Gleichzeitig bilden sich anodische und kathodische Bereiche auf der Metalloberfläche, zwischen denen elektrischer Strom fließt. Durch elektrochemische Emission werden Eisenpartikel von einem Ort zum anderen transferiert, was zur Zerstörung eines Metallprodukts führt.
3. Einwirkung negativer Temperaturen Wenn Rohre zum Transport von Wasser verwendet werden, friert es ein. Beim Eintritt in einen festen Aggregatzustand bildet sich in Wasser ein Kristallgitter, wodurch sein Volumen um 9% zunimmt. Da sich das Wasser in einem geschlossenen Raum befindet, beginnt es, Druck auf die Rohrwände auszuüben, was letztendlich zu deren Bruch führt.

   Beachten Sie! Ein signifikanter Unterschied der durchschnittlichen jährlichen und durchschnittlichen Tagestemperaturen führt zu erheblichen Schwankungen in der Gesamtlänge der Rohrleitung, die durch lineare thermische Ausdehnung des Materials verursacht werden. Um das Reißen von Rohren und Schäden an den Tragstrukturen zu verhindern, müssen Wärmekompensatoren in einem bestimmten Abstand auf der Leitung installiert werden.

Bodenanalyse

Um die effektivste Schutzmethode zu wählen, müssen genaue Informationen über die Art der Umgebung und die spezifischen Betriebsbedingungen der Stahlrohrleitung vorliegen. Im Falle der Verlegung einer Innen- oder Luftleitung können diese Informationen auf der Grundlage subjektiver Beobachtungen sowie auf Grundlage des durchschnittlichen jährlichen Klimaregimes für diese Region erhalten werden.

Bei der Verlegung der unterirdischen Rohrleitung hängt die Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit des Metalls weitgehend von den physikalischen Parametern und der chemischen Zusammensetzung des Bodens ab. Bevor Sie mit den eigenen Händen einen Graben graben, müssen Sie Bodenproben zur Analyse in ein spezialisiertes Labor nehmen.

Die wichtigsten Indikatoren, die im Analyseprozess geklärt werden müssen, sind die folgenden Bodenqualitäten:

1. Die chemische Zusammensetzung und Konzentration von Salzen verschiedener Metalle im Grundwasser. Die Dichte des Elektrolyten und die elektrische Durchlässigkeit des Bodens hängen weitgehend von diesem Indikator ab.
2. Qualitative und quantitative Indikatoren für die Bodensäure, die sowohl chemische Oxidation als auch elektrochemische Korrosion von Metall verursachen können.
3. Elektrischer Widerstand des Bodens. Je niedriger der elektrische Widerstand ist, desto stärker ist das Metall zerstörerischen Einflüssen ausgesetzt, die durch elektrochemische Emission verursacht werden.

   Tipp! Um objektive Ergebnisse der Analyse zu erhalten, müssen Bodenproben aus den Bodenschichten entfernt werden, in denen die Pipeline durchlaufen wird.

Schutz vor niedrigen Temperaturen

Bei der Verlegung von Wasserversorgungs- und Abwassernetzen im Untergrund oder in der Luft besteht die wichtigste Voraussetzung für den ununterbrochenen Betrieb darin, die Rohre vor dem Einfrieren zu schützen und die Wassertemperatur während der kalten Jahreszeit nicht unter 0 ° C zu halten.

Um die negativen Auswirkungen des Temperaturfaktors der Umgebung zu reduzieren, werden folgende technische Lösungen angewendet:

1. Verlegung einer unterirdischen Rohrleitung in einer Tiefe, die die maximale Tiefkühltiefe der Region übersteigt.
2. Wärmedämmung von Luft- und Erdleitungen unter Verwendung verschiedener Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit (Mineralwolle, Schaumsegmente, Polypropylenhülsen).

1. Hinterfüllen eines Rohrgrabens mit einem Schüttgut mit niedriger Wärmeleitfähigkeit (Blähton, Kohleschlacke).
2. Entwässerung benachbarter Bodenschichten zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit.
3. Verlegung von unterirdischen Versorgungsleitungen in steifen, geschlossenen Kästen aus Stahlbeton, die einen Luftspalt zwischen Rohr und Boden schaffen.

Die fortschrittlichste Methode, um Rohre vor dem Einfrieren zu schützen, besteht in der Verwendung eines speziellen Gehäuses, das aus einem Mantel aus einem wärmeisolierenden Material besteht, in dessen Inneren ein elektrisches Heizelement angeordnet ist.

   Beachten Sie! Die Einfriertiefe der einzelnen Regionen sowie die Berechnungsmethode richten sich nach den normativen Dokumenten SNiP 2.02.01-83 * "Fundamente von Gebäuden und Bauten" und SNiP 23-01-99 * Bauklimatologie.

Externe wasserdichte Beschichtung

Die gebräuchlichste Methode zur Bekämpfung von Metallkorrosion ist das Auftragen einer dünnen Schicht aus widerstandsfähigem wasserfestem Schutzmaterial auf die Oberfläche. Das einfachste Beispiel für eine äußere Schutzbeschichtung ist eine herkömmliche wasserfeste Farbe oder Emaille. Zum Beispiel wird der Schutz eines durch die Luft gehenden Gasrohrs immer mit Hilfe von wetterbeständigem gelbem Email durchgeführt.

Unterirdische Rohrleitungen und Gasleitungen werden in der Regel aus Rohren zusammengesetzt, die außen mit einer dicken Bitumenmastixschicht vorbeschichtet und anschließend mit schwerem technischem Papier umwickelt werden. Beschichtungen aus Verbundwerkstoffen oder Polymerwerkstoffen sind ebenfalls sehr effektiv.

Metallelemente von unterirdischen Abwasserleitungen von innen und außen sind mit einer dicken Zementsandmörtelschicht bedeckt, die nach dem Erstarren eine einheitliche monolithische Oberfläche bildet.

Um unabhängig ein geeignetes Material für die Außenbeschichtung auswählen zu können, muss man wissen, dass es für einen maximalen Schutz gleichzeitig mehrere Qualitäten besitzen muss.

1. Nach dem Trocknen sollte die Lack- und Lackschicht eine durchgehende homogene Oberfläche mit hoher mechanischer Festigkeit und absoluter Wasserbeständigkeit aufweisen.
2. Der Schutzfilm aus wasserfestem Material mit den angegebenen Eigenschaften muss elastisch sein und darf nicht unter dem Einfluss hoher oder niedriger Temperaturen zusammenfallen.
3. Das Ausgangsmaterial für die Beschichtung sollte eine gute Fließfähigkeit, eine hohe Deckfähigkeit sowie eine gute Haftung an der Metalloberfläche aufweisen.
4. Ein weiterer Indikator für ein hochwertiges Isoliermaterial ist, dass es sich um ein absolutes Dielektrikum handeln muss. Aufgrund dieser Eigenschaft wird ein zuverlässiger Schutz der Rohrleitungen gegen Streuströme bereitgestellt, die die nachteiligen Auswirkungen elektrochemischer Korrosion verstärken.

   Tipp! Als wirksamste Lösungen zum Isolieren von Metall aus der Umgebung werden Zusammensetzungen auf der Basis von Bitumenharzen, zweikomponentigen Polymerzusammensetzungen sowie gewalzten Polymermaterialien auf Selbstklebebasis angesehen.

Aktiver und passiver elektrochemischer Schutz

Unterirdische Versorger sind anfälliger für Korrosion als Luft und interne Rohrleitungen, da sie ständig im Elektrolytmedium, einer Lösung von Salzen in der Zusammensetzung des Grundwassers, sind.

Um den zerstörerischen Effekt der Reaktion von Eisen mit einer Wasser-Salz-Elektrolytlösung zu minimieren, werden aktive und passive Verfahren des elektrochemischen Schutzes eingesetzt.

1. Aktive kathodische Methode besteht in der gerichteten Bewegung von Elektronen in einer Kette von Gleichstrom. Zu seiner Implementierung wird eine Pipeline mit dem negativen Pol der Gleichstromquelle verbunden, und ein Anodenerdungsstab ist mit dem positiven Pol verbunden, der in der Nähe des Bodens eingegraben ist. Nach der Bestromung schließt sich der elektrische Stromkreis durch den Bodenelektrolyten, wodurch sich freie Elektronen vom Bodenstab zur Rohrleitung bewegen. Somit bricht die Erdungselektrode allmählich zusammen und die freigesetzten Elektronen anstelle der Pipeline reagieren mit dem Elektrolyten.

1. Passiver Opferschutz für Pipelines ist, dass neben Eisen eine Elektrode aus einem elektronegativeren Metall wie Zink oder Magnesium im Boden angeordnet und durch eine gesteuerte Last elektrisch miteinander verbunden ist. Im Elektrolytmedium bilden sie ein galvanisches Paar, das im Verlauf der Reaktion wie im vorigen Fall die Bewegung von Elektronen vom Zinkprotektor zur geschützten Rohrleitung bewirkt.
2. Schutz vor elektrischer Drainage Es ist auch ein passives Verfahren, das durch Verbinden der Pipeline mit der Erdungsschaltung gemäß dem EMP ausgeführt wird. Dieses Verfahren hilft, das Auftreten von Streuströmen zu beseitigen, und wird im Fall der Lage der Rohrleitung in der Nähe des elektrischen Kontaktnetzes des Land- oder Schienenverkehrs angewendet.

   Beachten Sie! Ein gutes Beispiel für einen passiven Schutz ist die bekannte Zinkbeschichtung von Eisenprodukten oder einfacher die Verzinkung.

Fazit

Jede der oben genannten Methoden hat ihre Vor- und Nachteile, daher sollten sie in Abhängigkeit von den jeweils aufgetretenen Bedingungen verwendet werden. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass unabhängig von der gewählten Methode die Reparatur- und Austauschkosten der Pipeline wesentlich teurer sind als die Kosten für den komplexesten und zeitaufwendigsten Schutz.

Für weitere Informationen können Sie sich das Video in diesem Artikel ansehen oder ähnliche Materialien auf unserer Website lesen.