Городской территории

Приближенную характеристику скорости атмосферной коррозии некоторых металлов в городской атмосфере дает Хадсон (по данным 10-летних испытаний):

Не удивительно, что высокое содержание серной кислоты в промышленной и городской атмосфере существенно снижает срок службы металлических конструкций (см. табл. 8.2 и 8.3). Это особенно выражено в отношении металлов, не устойчивых к серной кислоте, таких как цинк, кадмий, никель и железо, и в меньшей степени касается металлов, устойчивых к разбавленной H2SO4, например свинца, алюминия и нержавеющей стали. Медь, на поверхности которой образуется защитная пленка из основного сульфата меди, устойчивее никеля или сплава Ni—Си (70 % N\), на которых образуются пленки с менее выраженными защитными свойствами.

Мисава и др. [32] предположили, что внутренняя плотная защитная пленка ржавчины образуется на низколегированных сталях после длительного выдерживания в промышленной или городской атмосфере. Эта пленка состоит из аморфного S-FeOOH, образование которого катализируется медью и фосфором, находящимися на поверхности стали; периодическое увлажнение улучшает ее защитные свойства. Кейзер и др. [33] подтвердили, что внутренний, прилегающий к стали слой ржавчины состоит в основном из 6-FeOOH.

3. Поверхность металлов в зависимости от степени и способа: обработки имеет разную степень деформации и шероховатость. Начисто обработанной поверхности мало энергоемких мест, т. е.. выступов и углублений, поэтому она менее подвержена коррозии.. Наоборот, после пескоструйной, дробеструйной, химической или-механической обработки поверхности склонны к коррозии. Поверхностный слой в результате внутреннего напряжения и изменения структуры становится более активным, чем внутренняя-масса металла. Например, сталь с 13% хрома после чернового шлифования ржавеет даже в городской атмосфере. Та же сталь с полированной поверхностью сохраняет блеск в течение более длительного времени.

Существует множество лабораторных методов коррозионногс испытания, многие стандартизованы. Часть из них описана в УТОК книге. В табл. 8 собраны некоторые ускоренные методы коррозионный испытаний. Широкое применение имеют различные методы распыления солевых растворов, но применительно к практическому использованию материала они нередко дают дезориентирующие результаты. Более представительным считается обычно испытание под солевой коркой. В этом случае испытуемый образец экспонируют вне помещения и дважды в неделю опрыскивают 5 %-ным раствором хлорида натрия. В промежутках его оставляют высыхать. Материал, который подлежит употреблению в городской атмосфере или загрязненной диоксидом серы промышленной атмосфере, можно хорошо испытать в климатической камере, атмосфера которой содержит незначительную концентрацию SO2 (< I ppm), применяют и так называемое испытание по Кестерниху при высокой концентрации S02, однако оно часто дезориентирует.

случаях максимум концентрации SOz наблюдается в январе, в период наиболее интенсивной работы источников тепловой энергии. Летом концентрация SO2 в городской атмосфере понижается до 80 мкг/м3, а в сельской— до 10—12 мкг/м3.

— оптимальными коррозионными свойствами НЛС обладают в городской атмосфере с относительно невысоким уровнем загрязнений — оксидами серы и азота;

Иногда никелевые покрытия применяются для защиты сталей без дополнительного хромирования. Обычно никелевые покрытия достаточно эффективны, но никель темнеет и покрывается желтоватой пленкой, ухудшающей вид изделия. Верной показал, что при относительной влажности воздуха до 70% никелевые покрытия сохраняют свой блеск, после чего подвергаются коррозионному поражению. Свет повышает скорость коррозии вдвое. В городской атмосфере, насыщенной двуокисью серы, скорость коррозии никелевых покрытий значительно выше, чем в чистой атмосфере.

Патина, образующаяся обычно в городской атмосфере, преимущественно состоит из основного сульфата меди. В морских атмосферах основной сульфат частично заменяется основным хлоридом меди [49] . Кроме сульфата и хлорида, может присутствовать небольшое количество основного карбоната меди, а также слой окислов меди, непосредственно примыкающий к металлу [50] .

Из указанных припоев практическое применение нашли серебряные припои, которые позволяют получить при пайке в печи при 950—1000 °С высокопрочные паяные соединения. Например, при пайке титана ВТ1-1 чистым серебром в атмосфере аргона предел прочности паяных соединений 180-f-200 МПа, а при пайке серебром, легированным марганцем (10—15 %) достигает 280 МПа. При этом соединения, паянные чистым серебром, неустойчивы против коррозии и в течение года (в городской атмосфере) снижают свою прочность на 25—30 %.

Стойкость металлов к атмосферной коррозии зависит от их химической природы и состояния поверхности. Ниже приведены приближенные данные по стойкости некоторых металлов в городской атмосфере (табл. 6.1).

К перспективным способам производства тепла с существенным уменьшением выбросов вредных веществ относятся сжигание угля в кипящем слое и сжигание продуктов газификации угля. Рассмотрение варианта газификации черемховского угля при теплоснабжении г. Иркутска показало, что в этом случае атмосфера города существенно очищается: выбросы золы отсутствуют, выбросы окислов серы и азота на 1 км2 городской территории уменьшатся в 10 и 2 раза соответственно. Сжигание угля в кипящем слое также способствует заметному ослаблению загрязнения атмосферы окислами серы и азота. Соединения серы в этом случае связываются инертным заполнителем, добавляемым в слой, а также минеральной частью самого топлива. Снижение выброса окислов азота при этом (в 1,5—2 раза по сравнению с факельным сжиганием) связано с низкими температурами процесса (800—900 °С). Наиболее эффективно такое сжигание для углей с повышенным содержанием окислов кальция и магния в золе — это характерно для ряда угольных месторождений Сибири, в том числе Канско-Ачинского бассейна.

16.3.2. Общие мероприятия по защите от блуждающих токов на городской территории ............ 334

Первый анодный заземлитель для катодной защиты газопроводов в Новом Орлеане представлял собой горизонтально1 уложенную чугунную трубу длиной 5 м. Позднее использовали также и отслужившие трамвайные рельсы. Поскольку на городской территории Нового Орлеана не было подходящего места для установки анодных заземлений для катодной защиты, а также с целью не допустить вредного влияния катодной защиты на другие трубопроводы, Кун рекомендовал применять глубинные анодные заземлители, первый из которых был установлен в 1952 г. на глубине до 90 м. Первый глубинный анодный заземлитель, в ФРГ смонтировал в 1962 г. Ф. Вольф в Гамбурге [42].

На результат измерения сопротивления грунта могут повлиять имеющиеся в грунте металлические детали с неизолированной поверхностью. На тесно застроенных городских территориях и на улицах иногда получаются особенно заниженные значения. Однако при измерениях на параллельно проложенных хорошо изолированных трубопроводах или кабелях с полимерной оболочкой существенных отличий не наблюдается. При измерениях на городской территории рекомендуется выбирать по возможности два взаимноперпендикулярных измерительных направления, а при выборе участков грунта для размещения анодных заземлителей систем катодной защиты проводить измерения с увеличенным расстоянием между электродами [36].

Согласно рис. 10.4, 10.5 и 10.12, влияние анодной воронки напряжения может быть устранено и выбором достаточно большого расстояния до других сооружений (до анодных заземлителей), и применением малых анодных напряжений. Поэтому место установки анодных заземлителей следует выбирать не только по соображениям минимального удельного сопротивления грунта и возможно большей близости подвода питания электроэнергией, но и с учетом расстояния до других трубопроводов. Малые анодные напряжения могут быть получены применением нескольких станций катодной защиты с меньшей токоотдачей (в амперах), увеличением длины анодных заземлителей или применением глубинных анодных заземлителей. Поэтому при катодной защите трубопроводов на городской территории часто применяют глубинные анодные заземлители. При этом допустимое расстояние от других сооружений может быть существенно уменьшено.

может быть оказано только при наличии плохо изолированной арматуры и неизолированных сварных швов, выполнявшихся на строительной площадке. Однако на старых трубопроводах со средней плотностью защитного тока 0,5—1 мА-м~2 влияние катодной воронки напряжения в основном оказывается только при контакте с неизолированными футлярами или с плохо изолированной арматурой и кольцевыми швами. Однако в этих случаях необходимо устранять контакты и ремонтировать изоляцию арматуры и сварных швов уже и для обеспечения надежно1-сти системы катодной защиты. При катодной защите таких трубопроводов на городской территории ввиду тесной параллельной прокладки большого числа трубопроводов и наличия многочисленных пересечений опасность влияния катодной защиты на другие трубопроводы особенно велика. В одной старой сети дальнего газоснабжения протяженностью около 2500 км с плотностью защитного тока до 2 мА-м~2 провели 1500 измерений влияния и только в 30 случаях установили недопустимо интенсивное влияние на другие трубопроводы и кабели, при котором потребовалось проводить предупредительные мероприятия.

Характеристика трубопровода: проложен между 1936 и 1959 гг., длина 65 км, разветвленный трубопровод среднего давления с битумной изоляцией. Около 30 % длины трубопровода располагается на городской территории с воздействием блуждающих токов от трамвайных линий. На двух участках уже отмечены коррозионные повреждения из-за агрессивности грунта.

Проектирование станции катодной защиты на городской территории ведется в соответствии с рекомендациями раздела 11.3. При наличии некоторого опыта можно успешно использовать ранее сооруженные станции катодной защиты для локализации имеющихся контактов [24]. Выбор места для расположения анодных заземлителей обычно ограничивается. Здесь нередко приходится использовать участки городских парков и кладбищ. При нехватке места и для предотвращения трудностей, связанных с влиянием на посторонние сооружения, выгодно применение глубинных анодных заземлителей. При прокладке новых трубопроводных сетей с малым потреблением защитного тока анодные заземлители можно размещать и на окраине города, если выполняется условие (11.4).

Протяженность зоны катодной защиты кабелей ввиду их гораздо большего продольного электросопротивления и гораздо меньшего сопротивления покрытия получается меньшей, чем в случае трубопроводов. В системах дренажа блуждающих токов на городской территории нередко отводятся блуждающие токи, составляющие 10—15 % всего тягового тока трамвайной линии. С оболочек кабелей через дренажные устройства блуждающих токов к их источникам иногда стекают токи силой 100—300 А. Снижение потенциала у дренажей блуждающих токов в случае кабелей со свинцовой оболочкой без покрытия ввиду их малого переходного сопротивления на землю обычно сказывается лишь на расстоянии нескольких сотен метров [7, 8].

При пересечениях трубопровода с консольными участками пути, ответвляющимися от центральной части железнодорожной сети, например за пределами городской территории, усиленный дренаж блуждающих токов следует делать по возможности на рельсы там, где отрицательные потенциалы наблюдаются наиболее продолжительное время. Токи, воспринимаемые рельсами с положительными потенциалами, текут и в участки за пределами пересечений с рельсовыми путями. Здесь рекомендуется применять потенциостатически регулируемые преобразователи не только в соединении с рельсами, но и в соединении с анодными заземлителями станций катодной защиты.

16.3.2. Совместные мероприятия по защите от блуждающих токов на городской территории