Protección eficaz contra la corrosión para tubos de acero.

Prácticamente cualquier sistema de infraestructura interna y soporte vital de edificios residenciales, edificios municipales y comerciales o instalaciones industriales, en general, es una red desarrollada de tuberías que conectan estos u otros objetos del sistema en un orden específico.

En la mayoría de los casos, por ejemplo, cuando se organiza una tubería de gas, se utilizan sistemas de suministro de agua caliente y fría, sistemas de alcantarillado fecal o de cables, así como sistemas de calefacción y ventilación, tuberías subterráneas, aéreas o internas de tubos metálicos de diversos diámetros y tamaños.

Dependiendo del modo de operación y las condiciones ambientales, las tuberías metálicas pueden estar expuestas a diversos factores adversos durante un largo tiempo durante la operación. Para resolver este problema, la compleja protección de tuberías contra la corrosión según SNiP 2.03.11-85 "Protección de estructuras de edificios contra la corrosión" se desarrolló especialmente.

Métodos para tratar la corrosión.

Para ayudar al lector a descubrir cómo garantizar la máxima durabilidad de la tubería, este artículo analizará algunas de las opciones para la protección activa y pasiva de los productos metálicos que conforman los servicios de ingeniería de tuberías.

También se incluirá una instrucción detallada que detalla los principios básicos de la implementación de la protección contra la corrosión para productos metálicos destinados a operar en condiciones agresivas.

Clasificación de factores maliciosos.

Como se mencionó anteriormente, la naturaleza y el grado de influencia de los factores externos dependen en gran medida de las condiciones operativas específicas, tales como la ubicación de la tubería, la composición química del suelo, la temperatura media anual y la humedad relativa del medio ambiente, la presencia de fuentes de corriente directa cercanas, etc.

De acuerdo con el mecanismo de ocurrencia y el grado de efectos dañinos, todos los factores dañinos pueden dividirse en varios tipos.

1. Corrosión atmosférica ocurre cuando el hierro interactúa con el vapor de agua, que está contenido en el aire ambiente, y también como resultado del contacto directo con el agua durante la precipitación. En el curso de una reacción química, se forma óxido de hierro, o más simplemente, óxido ordinario, que reduce significativamente la resistencia de los productos metálicos, y con el tiempo puede llevar a su completa destrucción.

1. Corrosión química Los resultados de la interacción del hierro con varios compuestos químicos activos (ácidos, álcalis, etc.). Al mismo tiempo, las reacciones químicas que se producen conducen a la formación de otros compuestos (sales, óxidos, etc.) que, como el óxido, destruyen gradualmente el metal.
2. Corrosión electroquímica Ocurre cuando el producto de hierro está en un medio electrolito durante un tiempo prolongado (una solución acuosa de sales de diferentes concentraciones). Al mismo tiempo, se forman regiones anódicas y catódicas en la superficie del metal, entre las cuales fluye la corriente eléctrica. Como resultado de la emisión electroquímica, las partículas de hierro se transfieren de un sitio a otro, lo que conduce a la destrucción de un producto metálico.
3. Exposición a temperaturas negativas. cuando las tuberías se utilizan para transportar agua, se congela. Al entrar en un estado sólido de agregación, se forma una red cristalina en el agua, como resultado de lo cual su volumen aumenta en un 9%. Al estar en un espacio cerrado, el agua comienza a ejercer presión sobre las paredes de la tubería, lo que en última instancia conduce a su ruptura.

   Presta atencion Una diferencia significativa en las temperaturas medias anuales y medias diarias conduce a fluctuaciones significativas en la longitud total de la tubería, que son causadas por la expansión térmica lineal del material. Para evitar la rotura de tuberías y daños en las estructuras de soporte, los compensadores térmicos deben instalarse a cierta distancia en la línea.

Análisis del suelo

Para elegir el método de protección más efectivo, es necesario contar con información precisa sobre la naturaleza del ambiente y las condiciones operativas específicas de la tubería de acero. En el caso de colocar una línea interna o aérea, esta información se puede obtener sobre la base de observaciones subjetivas, así como sobre la base del régimen climático anual promedio para esta región.

En el caso de colocar la tubería subterránea, la resistencia a la corrosión y la durabilidad del metal dependen en gran medida de los parámetros físicos y la composición química del suelo, por lo que antes de cavar una zanja con sus propias manos, es necesario llevar muestras de suelo para su análisis a un laboratorio especializado.

Los indicadores más importantes que deben aclararse en el proceso de análisis son las siguientes cualidades del suelo:

1. La composición química y concentración de sales de varios metales en aguas subterráneas. La densidad del electrolito y la permeabilidad eléctrica del suelo dependen en gran medida de este indicador.
2. Indicadores cualitativos y cuantitativos de la acidez del suelo, que pueden causar oxidación química y corrosión electroquímica del metal.
3. Resistencia eléctrica del suelo. Cuanto menor es el valor de la resistencia eléctrica, más está sujeto el metal a los efectos destructivos causados ​​por la emisión electroquímica.

   Sugerencia Para obtener resultados objetivos del análisis, las muestras de suelo deben retirarse de las capas de suelo por las que pasará la tubería.

Protección de baja temperatura

En el caso de redes subterráneas o aéreas de suministro de agua y redes de alcantarillado, la condición más importante para su funcionamiento ininterrumpido es proteger las tuberías de la congelación y mantener la temperatura del agua a un nivel no inferior a 0 ° C durante la temporada de frío.

Para reducir el impacto negativo del factor de temperatura del ambiente, se aplican las siguientes soluciones técnicas:

1. Colocación de una tubería subterránea a una profundidad que exceda la profundidad máxima de congelación del suelo para la región.
2. Aislamiento térmico de líneas aéreas y subterráneas utilizando diversos materiales con baja conductividad térmica (lana mineral, segmentos de espuma, manguitos de polipropileno).

1. Relleno de una zanja de tubería con un material a granel de baja conductividad térmica (arcilla expandida, escoria de carbón).
2. Drenaje de capas adyacentes de suelo para reducir su conductividad térmica.
3. Colocación de servicios subterráneos en cajas rígidas cerradas hechas de concreto reforzado, que proporcionan un espacio de aire entre la tubería y el suelo.

El método más progresivo de cómo proteger las tuberías contra la congelación es usar una carcasa especial que consiste en una carcasa hecha de un material aislante térmico, dentro de la cual se coloca un elemento de calentamiento eléctrico.

   Presta atencion La profundidad de la congelación del suelo para cada región específica, así como el método de cálculo, se rigen por los documentos normativos SNiP 2.02.01-83 * "Cimientos de edificios y estructuras" y SNiP 23-01-99 * Climatología de la construcción.

Revestimiento impermeabilizante externo

La forma más común de combatir la corrosión del metal es aplicar una capa delgada de material de protección impermeable y duradero en su superficie. El ejemplo más simple de un recubrimiento protector externo es una pintura o esmalte impermeable convencional, por ejemplo, la protección de una tubería de gas que pasa por el aire siempre se realiza con la ayuda de un esmalte amarillo resistente a la intemperie.

La tubería subterránea y las tuberías de gas, por lo general, se ensamblan a partir de tuberías que están pre-recubiertas en el exterior con una capa gruesa de masilla bituminosa y luego se envuelven con papel técnico pesado. Los recubrimientos hechos de materiales compuestos o polímeros también son altamente efectivos.

Los elementos metálicos de las instalaciones subterráneas de alcantarillado del interior y del exterior se cubren con una capa gruesa de mortero de cemento y arena, que después de la solidificación forma una superficie monolítica uniforme.

Para seleccionar independientemente un material adecuado para el revestimiento exterior, es necesario saber que para proporcionar la máxima protección, debe poseer simultáneamente varias cualidades.

1. Después del secado, el recubrimiento de pintura y laca debe tener una superficie homogénea continua con alta resistencia mecánica y resistencia absoluta al agua.
2. La película protectora del material impermeabilizante, con las propiedades especificadas, debe ser elástica y no colapsarse bajo la influencia de temperaturas altas o bajas.
3. El material de partida para el recubrimiento debe tener una buena fluidez, una alta capacidad de recubrimiento, así como una buena adhesión a la superficie del metal.
4. Otro indicador de un material aislante de calidad es que debe ser un dieléctrico absoluto. Debido a esta propiedad, se proporciona una protección confiable de las tuberías contra las corrientes dispersas, que aumentan los efectos adversos de la corrosión electroquímica.

   Sugerencia Las soluciones más efectivas para aislar el metal del ambiente se consideran composiciones basadas en resinas bituminosas, composiciones poliméricas de dos componentes, así como materiales poliméricos laminados sobre una base autoadhesiva.

Protección electroquímica activa y pasiva.

Los servicios públicos subterráneos son más susceptibles al inicio de la corrosión que el aire y las tuberías internas, ya que están constantemente en el medio electrolito, que es una solución de sales contenida en la composición del agua subterránea.

Con el fin de minimizar el efecto destructivo causado por la reacción del hierro con una solución de electrolito agua-sal, se utilizan métodos activos y pasivos de protección electroquímica.

1. Método catódico activo Consiste en el movimiento direccional de electrones en un circuito de corriente constante. Para su implementación, se conecta una tubería al polo negativo de la fuente de CC, y se conecta una varilla de conexión a tierra del ánodo al polo positivo, que está enterrado en el suelo cercano. Después de la energización, el circuito eléctrico se cierra a través del electrolito del suelo, como resultado de lo cual los electrones libres comienzan a moverse desde la barra de tierra hasta la tubería. Así, el electrodo de conexión a tierra se colapsa gradualmente y los electrones liberados en lugar de la tubería reaccionan con el electrolito.

1. Protección sacrificial pasiva de las tuberías. Es que, junto al hierro, un electrodo de un metal más electronegativo, como el zinc o el magnesio, se coloca en el suelo y se conecta eléctricamente entre sí a través de una carga controlada. En el medio electrolito, forman una pareja galvánica, que en el curso de la reacción, como en el caso anterior, provoca el movimiento de los electrones desde el protector de zinc a la tubería protegida.
2. Protección de drenaje eléctrico. También es un método pasivo, que se realiza mediante la conexión de la tubería al circuito de conexión a tierra, realizado de acuerdo con el EMP. Este método ayuda a deshacerse de la aparición de corrientes parásitas y se utiliza en el caso de la ubicación de la tubería cerca de la red eléctrica de contacto de transporte terrestre o ferroviario.

   Presta atencion Un buen ejemplo de protección de protección pasiva es el conocido recubrimiento de zinc de los productos de hierro, o más simplemente, el zincado.

Conclusión

Cada uno de los métodos anteriores tiene sus ventajas y desventajas, por lo que deben utilizarse según las condiciones específicas que hayan surgido. En conclusión, debe decirse que, independientemente del método elegido, el costo de reparación y reemplazo de la tubería costará mucho más que el costo de la protección más compleja y que requiere más tiempo.

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