Приложение Г (справочное). Определение срока службы стальных гофрированных водопропускных труб в агрессивных средах

Приложение Г
(справочное)

Определение срока службы стальных гофрированных водопропускных труб в агрессивных средах

Г.1 В местах соприкосновения воды и стали на поверхности последней возникает множество микроскопических гальванических элементов. Зерна железа являются анодами, загрязнения и примеси - катодами. Из-за неодинаковой физической природы анода и катода они приобретают различный электрический потенциал и между ними возникает электрический ток.

На поверхности анода идет процесс ионизации атомов железа с переходом образующихся ионов в жидкость (воду), т.е. зерна железа постепенно растворяются в воде. У поверхности катода идут химические процессы, не нарушающие его целостности. Здесь избыточные электроны, возникающие при ионизации атомов железа, связываются с водой и растворенным в ней кислородом. Далее у поверхности катода идут вторичные реакции с образованием в конечном итоге ржавчины.

Одновременно в жидкости у поверхности катода происходят физико-химические процессы с участием растворенных в воде окислов и солей, а также ионов водорода и электронов. Эти процессы увеличивают силу тока и, следовательно, скорость ионизации атомов железа и растворения его в воде с последующим образованием ржавчины.

Количество ионов водорода в воде определяется водородным показателем , т.е. рН - десятичный логарифм массы водородных , г, на 1 л раствора, взятый с обратным знаком. Для естественных водотоков рН обычно изменяется в пределах от 5,5 до 8,5.

По значению рН различают кислые среды (рН < 7,0), нейтральные (рН = 7,0) и щелочные (рН > 7,0). Применение оцинкованной стали в средах с рН < 3,0 и рН > 11,0 не допускается, т.к. в таких средах цинковое покрытие быстро разрушается.

По степени агрессивности к стали грунты подразделяются на слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные. Для оценки агрессивности грунта используется значение его удельного электрического сопротивления . Для слабоагрессивных грунтов , для среднеагрессивных , для сильноагрессивных .

Примерные значения удельного электрического сопротивления , , для основных видов грунта следующие: глина - от 7,5 до 20, суглинок - от 20 до 100, гравий - от 100 до 300, песок - от 300 до 500, скальные породы - от 500 и выше.

Критерием исчерпания сопротивления сооружения электрохимической коррозии служит появление первых сквозных отверстий в металлической гофрированной оболочке. Состояние таких сооружений признается неудовлетворительным.

Наиболее уязвимым местом стальных гофрированных труб является поверхность днища, обращенная к водотоку, что объясняется истирающим действием твердого стока на защитные покрытия и слой ржавчины, препятствующий развитию коррозии гофрированной поверхности.

Методика определения срока службы стальных оцинкованных труб учитывает степень агрессивности среды по содержанию ионов водорода рН и удельному электрическому сопротивлению R, .

В качестве приемлемого срока службы принимают значение L от 50 до 100 лет. Если определенная расчетом долговечность окажется меньше L, в конструкцию трубы вносят изменения [увеличивают толщину днища и (или) устраивают дополнительное защитное покрытие] (таблица Г.1).

Таблица Г.1 - Увеличение срока службы стальной трубы при устройстве лотков и дополнительных покрытий

Дополнительное покрытие	Условия абразии	Увеличение срока службы трубы, годы
Битумное покрытие	Скорость потока не более 1,5 м/с; донная фракция твердого стока представлена песком	5
Асфальтобетонный лоток по битумному покрытию	Скорость потока от 1,5 до 4,5 м/с; твердый сток с донной фракцией в виде песка и гравия	10
Полимерное покрытие	Скорость потока от 1,5 до 4,5 м/с; твердый сток с донной фракцией из песка и гравия	20
Бетонный лоток по полимерному покрытию	Скорость потока более 4,5 м/с; донная фракция