Пластиковые и металлические трубопроводы: коррозионная стойкость. Сталь, чугун

Сталь. Стальные трубопроводы по этому показателю, пожалуй, самые худшие, поскольку подвержены сразу нескольким видам коррозии, и одними из самых опасных являются атмосферная (если трубопровод проложен на открытом воздухе) и подземная или почвенная (если он уложен в грунт). Также обычная сталь страдает и от биокоррозии, поскольку в стальных трубопроводах могут развиваться микроорганизмы, хотя и не в таких количествах, как, например, в чугунных. Кроме того, стальные трубопроводы страдают и от щелевой коррозии, то есть одними из самых уязвимых мест являются стыки труб. А ещё сталь может разрушаться под действием газовой, химической (возникающей при транспортировке нефти и некоторых газообразных сред) и электрохимической коррозии (возникающей при транспортировке электролитов — кислот, солей, оснований, морской воды). В зависимости от характера и агрессивности среды срок службы стальных трубопроводов может быть различным, однако даже в благоприятных условиях он обычно не превышает 7-10 лет, по прошествии которых система требует замены.

Нержавеющая сталь. Для повышения коррозионной стойкости химический состав обычных сталей меняется путём добавления в сплав новых металлов. Нержавеющими называют стали, устойчивые к электрохимической коррозии, то есть они значительно лучше выдерживают такие среды, как щелочи и кислоты, соли и морскую воду с высоким содержанием солей. И в теории системы из нержавейки должны служить намного дольше трубопроводов из обычных марок стали. Однако на практике этого не происходит и их срок службы редко превышает 10-12 лет. В чём же дело? А дело в том, что электрохимическая коррозия — далеко не единственная разновидность коррозионных процессов, действующих на металлический трубопровод. Так, даже нержавеющая сталь не является защитой трубопровода от биокоррозии, почвенной или, например, щелевой коррозии, разрушая даже системы с повышенным содержанием хрома и никеля в материале. Также трубопроводы из нержавейки страдают и от межкристаллитной коррозии. С последней бороться можно, но способ борьбы будет дорогим, поскольку потребует включения в сплав таких элементов, как титан и ниобий, которые будут вступать в реакцию с раздражителем, не затрагивая хром. Впрочем, подробнее об этом мы поговорим в специальном цикле, посвящённым коррозионным процессам в стальных и других металлических трубах, а пока о чугуне.

Чугун. Чугунные трубопроводы наиболее подвержены разрушениям из-за электрохимической и биокоррозии, а также атмосферной при определённых условиях. Например, хуже всего чугун переносит воздух, загрязнённый соединениями серы (в отличие, кстати, от меди, которая больше чувствительна к чистоте транспортируемой среды, а не окружающей). Также чугунные трубопроводы плохо переносят почвенную коррозию. Что касается химической коррозии чугуна, то она довольно высока и обычные чугунные трубопроводы категорически не подходят для транспортировки агрессивных сред, в частности, кислот. Так, скорость коррозии серого чугуна составляет более 30 мм в год при транспортировке 5% раствора серной кислоты, более 26 мм в год — 5% раствора соляной и более 25 мм в год — 5% азотной кислоты, то есть с такими средами трубы из серого чугуна не смогут выдержать и года, и нужно использовать специальный коррозионностойкий чугун. Интересно, что, например, морскую воду чугуны переносят по-разному. Так, наименее стойкие к ней — ковкий и перлитный (скорость коррозии составляет около 0,1 мм в год), а вот белый и серый чугун справляются с транспортировкой морской воды намного лучше (около 0,05 мм в год). В следующей части поговорим о коррозии медных и пластиковых трубопроводных систем.