10790 0 5

Защита от коррозии стальных труб: 3 подарка от «старушки» химии

Металлические трубы обладают самыми высокими прочностными характеристиками, но над ними также властвует и невероятно разрушительное явление, называемое коррозией . Чрезмерная влажность способна уничтожить даже самую прочную сталь. В данной статье я расскажу вам о том, какие методы применял для защиты собственного железного трубопровода от столь пагубного эффекта, основываясь на знаниях по химии, полученных ещё в школе.

Общие положения

Коррозийные процессы представляют собой окисление металла, при котором его атомы меняют свободное состояние, теряя свои электроны, на ионное . Трубопровод, проложенный под землёй, подвергается двум видам коррозии, в природе которых стоит разобраться прежде, чем начинать с ними бороться. Поэтому я уделю немного внимания их описанию:

Почвенная

Как вы уже наверняка догадались из названия и прилагающейся схемы, почвенная коррозия возникает из-за контакта стали с грунтом. В свою очередь она делится на следующие подвиды:

• Химическая . Появляется в результате воздействия на железо газов и неэлектролитов жидкого типа. Примечательно, что при ней материал разрушается равномерно, и образование сквозных отверстий практически невозможно, что делает такой тип коррозийного процесса наименее опасным для проложенной под землёй магистрали;
• Электрохимическая . Металл выступает электродом, а грунтовые воды, коих в нашем климатическом поясе невероятно много, электролитом. Происходящий процесс очень схож с работой гальванической пары и провоцирует разрушение точечных участков на поверхности труб, что в итоге приводит к их аварийному состоянию;

• Электрическая . Возникает вследствие воздействия на сталь блуждающих токов, которые могут «стекать» с рельс, подстанций и иных электрифицированных приборов, заполняющих современные города. Является наиболее опасным и разрушительным коррозийным процессом.

Внутренняя коррозия

Если транспортируемая жидкость обладает низким водородным показателем, а вот содержание кислорода, сульфатов и хлоридов у неё, наоборот, высокое, то не избежать также и внутренних коррозийных процессов, в результате которых:

• Увеличивается уровень шероховатости внутренней поверхности стенки, что приводит к снижению проходимости воды;

• Ухудшается качество транспортируемой жидкости , так как в неё попадает ржавчина;
• Со временем может появиться сквозное отверстие , способное стать причиной разрыва трубопровода.

Химия на страже

Защита трубопроводов от коррозии по СНиП включает в себя множество различных комплексных мер, но я хочу привести некоторые конкретные методы, которые нам так благосклонно «дарит» великая наука, и которые мне удалось применить на практике:

Подарок №1: внешняя изоляция

Выше мы разобрались, что большинство бед происходят из-за химических реакций, протекающих в результате долговременного контакта металла с землёй. Следовательно, наиболее простой и верный шаг – это полностью исключить его. Тем более что в таком случае одновременно легко выполняется и защита труб от замерзания, то есть, «убиваем двух зайцев одним выстрелом».

Я опишу вам вариант, которым воспользовался сам, а также альтернативные способы изоляции прокладываемого трубопровода:

1. Нефтяной битум . Именно этот материал был взят мной за основу при реализации защиты металла от появления ржавчины в условиях подземной эксплуатации. Его цена колеблется в районе 18-22 рублей за один кг, что вполне благосклонно к семейному бюджету. Рабочий процесс:

• Первым делом я до блеска зачистил поверхность трубопровода стальной щёткой;

• Затем я развёл часть купленного битума с бензином для получения битумной грунтовки в следующих пропорциях:

• Тщательно обработал полученным раствором металлическую поверхность водопроводной магистрали;

• Далее на огне приготовил битумную мастику с добавлением из измельчённого асбеста для усиления прочностных характеристик будущей изоляции. Цемент и каолин также подойдут для этой цели;

• Нанёс первый слой горячей смеси, после чего обмотал трубопровод гидроизолом . Я использовал модель с такими характеристиками:

• Потом ещё два раза повторил процедуру. Для вашего же региона может понадобиться меньше или, наоборот, больше слоёв битума с гидроизолом в зависимости от коррозийной активности грунта, на которую влияют его уровень влажности, химический состав, кислотность и структура;

1. Полиэтилен . Тут стоит отметить две абсолютно разные ситуации:

• Первая включает в себя собственноручное исполнение задуманного. Такой метод можно назвать наиболее простым в реализации, так как вам достаточно будет просто обмотать трубу в несколько слоёв полиэтиленовым полотном и зафиксировать его монтажным скотчем. Но сам по себе данный материал обладает низкими прочностными характеристиками, поэтому применять его для защиты длинных участков магистрали я бы поостерегся;
• Во второй же речь идёт уже о заводском нанесении усиленного экструдированного полиэтилена. То есть вы покупаете металлические трубы, имеющие специальный защитный слой. Конечно же, такие изделия будут стоить дороже, но от коррозии они дадут вполне эффективную протекцию;

1. Пенополиуретан . Здесь также можно пойти двумя дорогами, но в любом случае стоит сразу отметить очень высокие теплоизоляционные качества готовой антикоррозийной защиты:

• Использовать специальные пенополиуретановые скорлупы . Они представляют собой две половинки цилиндра, которые надеваются с двух сторон на трубопровод и стыкуются друг с другом, создавая соединение;

• Впрыскивание жидкого ППУ между телом трубы и предварительно установленной оболочкой из экструдированного полиэтилена или иного подходящего изоляционного материала. После застывания вещества швы полностью отсутствуют, что, конечно же, значительно улучшает качество изоляции, хотя сам процесс и более трудоёмок в своей реализации.

Вышеизложенными вариантами внешняя изоляция не ограничивается, тут можно применить ещё множество влагостойких материалов, способных принять цилиндрическую форму. Поэтому в любом случае ориентируйтесь также по актуальным предложениям расположенного поблизости от вас специализированного магазина.

Подарок №2: внутренняя изоляция

Как я уже выше отметил, транспортируемая по трубам жидкость может также провоцировать возникновение коррозийных процессов, и тут дела обстоят несколько сложнее. Дело в том, что без специального оборудования в домашних условиях качественную внутреннюю изоляцию совершить невозможно. Остаётся тогда лишь заказывать соответствующие услуги у специалистов или сразу покупать уже защищённые изделия.

Наиболее распространённым вариантом на сегодняшний день является нанесение цементно-песчаной смеси на внутренние стенки трубопровода с последующим её обжимом при помощи специального протаскиваемого прибора. В результате получается гладкое неподверженное коррозийным процессам покрытие.

Когда я заказывал данный вид услуг, то мне предложили следующие расценки:

Примечательно, что инструкция позволяет обработку, как новых металлических труб, так и старых.

Помимо цемента также может быть использован нефтяной битум . В этом случае изделия, обладающие большим сечением, окунают в жидкий раствор, а стыки затем обрабатываю вручную. А образцы с маленьким диаметром покрывают уже после осуществления сварочных работ, пропустив по ним смесь с полым медным цилиндром под воздействием постоянного электрического тока. За счёт воздействия электричества битумные частицы плотно пристают к железу, создавая тонкую надёжную плёнку.

Подарок №3: активная изоляция

Сюда относятся электрические методы защиты, которые у меня вполне получалось реализовать самостоятельно. Вот их описание:

1. Катодная защита :

• Накладываем отрицательный потенциал на трубопровод, переводя его в катодную зону;
• Рядом с трубами закапываем железные трубы , куски рельс или иные изделия из чёрного металла, которые примут на себя роль анода;

• Источник с отрицательным постоянным током подключаем к трубопроводу;
• Источник с положительным постоянным током подключаем к рельсе или иному изделию, которое вы применили в качестве анода;
• Так образуется замкнутый контур электрического тока , который протекает от положительного полюса к анодному заземлению, растекается по грунту, попадает на трубу и затем к отрицательному полюсу;

• Так как из рельсы ток выходит в образе положительных ионов металла, то постепенно разрушается именно она, а не труба . Вот вам и химия;

1. Протекторная защита. Реализуется гораздо проще, так как не нуждается в постороннем источнике электропитания . Именно данный вариант предпочитаю использовать я:

• Помещаем рядом с водопроводом стержень из металла, обладающего отрицательным химическим потенциалом , который превышает аналогичный показатель у стали. Это может быть изделие из цинка, магния или алюминия;
• Подсоединяем его к защищаемой конструкции с помощью ;

• Весь удар придётся на анод-протектор, исключая коррозию трубы;
• После того, как стержень из цинка или магния будет окончательно разрушен, его необходимо заменить;

1. Дренаж. С помощью него осуществляется защита трубопроводов от блуждающих токов:

• Соединяем кабелем трубу с ближайшим электрифицированным источником , по которому попавшие на неё токи возвращаются обратно;
• Ионы металла перестают уходить в почву, за счёт чего останавливаются коррозийные процессы.

Таким образом, все активные методы защиты сводятся к тому, чтобы исключить потерю ионов металла за счёт «жертвы» или избавления от блуждающих токов.

Рекомендую использовать комплексный подход к гидроизоляции вашего трубопровода. То есть, сочетать внешнюю, внутреннюю и активную защиту.
Это даст наиболее эффективный результат, позволив продлить эксплуатационный срок магистрали на десятки лет.

Заключение

При осуществлении монтажа водопровода на собственном загородном участке я заказал обработку его внутренних стенок цементно-песчаной смесью , затем самостоятельно снаружи покрыл его битумной изоляцией и для большей уверенности закопал рядом подсоединённую кабелем болванку из магния . У меня нет теперь причин сомневаться в долговечности созданной конструкции, так как имеющиеся знания по химии гарантируют отсутствие коррозийных процессов с учётом всех проделанных мер предосторожности.

Видео в этой статье содержит некоторое количество дополнительной информации, имеющей непосредственное отношение к изложенной теме.

Если у вас после прочтения материала, возникли какие-либо вопросы, то можете задать их в комментариях.

Если вы хотите выразить благодарность, добавить уточнение или возражение, что-то спросить у автора - добавьте комментарий или скажите спасибо!

Металлические трубы еще не полностью ушли из нашего обихода, уступив свое место пластиковым. Потому, что металл по сравнению с пластиком больше устойчив к высокому давлению, выдерживает значительно большие механические нагрузки, устойчив к перепадам температуры, имеет гораздо меньший коэффициент теплового расширения.

Главный враг металла – это коррозия. Особенно это верно в отношении подземных металлических трубопроводов.

В грунте металлический трубопровод выступает в качестве электрода, а влажная земля – в качестве электролита. Отсюда и очень быстрое развитие коррозии на незащищенных трубах, приводящее к их полному уничтожению. Кроме того, такие трубы подвергаются прямому и весьма сильному механическому воздействию грунта, что только активизирует коррозийные процессы. Покраска труб любыми эмалями здесь не выручит, так как подобная защита не может противостоять механическим нагрузкам. И в условиях электролита грунта весьма недолговечная.

Как защитить металлические трубы в земле от коррозии?

Для защиты подземных труб применяются эластичные покрытия на основе битума. Это специальные мастики, в которых битум смешивается с полимерами для придания прочности. Есть виды битумных мастик, специально предназначенные для защиты металла (окрашенного и не окрашенного) в весьма сложных условиях эксплуатации.

Также можно защитить трубы изоляционными материалами, например гидроизолоном. Он представляет собой асбестовую бумагу, обработанную битумом с добавлением полимеров или целлюлозы. Обернув трубы такой бумагой, вы создаете прочный барьер между ними и грунтом.

Еще один изоляционный материал – геотекстиль. Это полотно из полимера, обладающее отличными гидроизоляционными и прочностными свойствами. Он не разлагается в грунте, а значит, защита будет очень долговременной. К тому же это весьма дешевый материал, сравнимый по цене и с мастиками и с гидроизолоном.


Один из современных методов защиты металлических труб – холодное оцинкование, которое можно выполнить без всяких сложностей в любых условиях. Достаточно иметь валик или кисть. При этом результат сравним с заводской оцинковкой гальваническим или горячим способом. Правда, такой способ защиты труб уже не дешевый. Состав для холодного оцинкования сделан на эпоксидной или полистирольной основе, в которую добавлена пыль цинка, с размерами частиц не более 10 мкм. Этот состав наносится по аналогии с окрашиванием. Но теперь трубы окажутся покрытыми прочной защитной пленкой, достаточно эластичной, что бы не растрескаться, и в то же время очень долговечной и устойчивой по механическим показателям. А цинк в составе будет выполнять свою обычную роль электрохимической защиты.

Под ее воздействием металл труб разрушается, что приводит к образованию коррозийных свищей, трещин в местах изгибов, расхождению швов. Особенно страдают трубы холодного водоснабжения. Если в ваши ближайшие планы не входит замена труб внутриквартирных трубопроводов на нержавеющие (оцинкованные, пластиковые, металлопластиковые), то необходимо предпринять меры по защите труб от коррозии.

Самый распространенный (он же и самый простой) способ защиты металлических поверхностей от ржавчины - покрыть их антикоррозийными составами. Трубы холодного водоснабжения можно огрунтовать готовыми составами ГФ-021, ГФ-032, КФ-ОЗО, ПФ-046, ФЛ-053, ЭП-076 и ХС-068. Прекрасное защитное средство можно приготовить и в домашних условиях. Смешайте 150 г свинцового сурика, 150 г железного сурика и 100 г олифы и полученным составом покройте стальные трубы.

Хорошей защитой от ржавчины является окрашивание труб, главное, чтобы лакокрасочные материалы были влагостойкими, а краски, предназначенные для окрашивания труб горячего водоснабжения, - еще и жаростойкими. Перед окрашиванием поверхности рекомендуется огрунтовать свинцово-суриковой или аналогичной ей грунтовкой.

Если отдельные участки трубопроводов проложены скрыто, то для них имеет смысл подбирать средства более надежной защиты.

Действенным, но достаточно трудоемким способом защиты трубопроводов от коррозии является следующий (он применим лишь в том случае, если трубы ранее не были покрыты никакими составами; такую защиту рационально производить еще на этапе прокладки трубопровода). Если на трубах имеется налет ржавчины, счистите его и покройте трубы смесью казеинового клея с цементом. Когда казеиновый раствор высохнет, проолифьте трубы и покройте их масляной краской.

Покрытие труб карболатом не только предотвращает образование конденсата, но и защищает их от коррозии.

Стальные отводные патрубки и чугунные сифоны для защиты от коррозии можно обработать одним из следующих составов:

• бакелитово-алюминиевый - соедините 1 весовую часть алюминиевой пудры и 9 весовых частей бакелитового лака и хорошо перемешайте;
• этинолево-алюминиевый - соедините 0,7 весовых частей алюминиевой пудры и 9,3 весовых частей этинолевого лака и хорошо перемешайте;
• этинолево-клеевой - соедините 1 весовую часть клея БФ-2 и 7 весовых частей этинолевого лака и хорошо перемешайте.

Коррозии подвержены не только стальные трубы, но и детали из других металлов, поэтому от ржавчины рекомендуется защищать все корродирующие элементы трубопроводов. Так, на хромированных поверхностях в условиях повышенной влажности возможно появление ржавой сыпи. Ее образование помогает предотвратить невитаминизированный и несоленый рыбий жир. Если летом стоит жаркая погода, а зимой помещение хорошо отапливается, то обработку хромированных поверхностей проводят каждые 10-15 дней. Протрите хромированные детали тампоном, смоченным в рыбьем жире, и через некоторое время протрите их сухой мягкой ветошью. Перед следующей обработкой остатки жира от предыдущей обработки удалите мягкой ветошью, смоченной бензином. Эта нехитрая мера позволяет предохранить хромированные поверхности от ржавой сыпи в течение нескольких лет.

Если на никелированных или хромированных поверхностях (например, на смесителях) ржавчина уже образовалась, для ее удаления потрите ржавые места ветошью, смоченной подогретым уксусом. Удалить ржавчину с никелированных деталей можно также с помощью жира (животного или рыбьего). Нанесите на ржавое пятно слой жира и оставьте его на несколько дней, после чего остатки жира удалите мягкой ветошью, смоченной нашатырным спиртом.

Освободить от ржавчины хромированные покрытия поможет следующий состав: в 1 л воды нужно растворить 200 г медного купороса и 50 г концентрированной соляной кислоты. В полученном составе смочите тканевый тампон и потрите им ржавые пятна до полного удаления. Для нейтрализации кислоты промойте поверхности, затем ополосните чистой водой и вытрите мягкой ветошью насухо.

Желтые «ржавые» пятна на поверхностях ванн, раковин, моек и душевых поддонов можно удалить слегка подсоленным подогретым уксусом.

Существует множество вариантов строительства заборов, и их отличия зависят от функций, для которых они предназначены. В соответствии с функциями выбирается материал будущего ограждения.

Функции и материал забора

Предназначается забор для простого и специализированного огораживания территории: земельные участки, находящиеся в частной собственности, места парковок, зоны отдыха, строительные и особо охраняемые объекты, загоны для животных. Также заборы часто являются элементом декора в ландшафтном дизайне или составляют единую композицию с архитектурными решениями.

Такое разнообразие функциональности даёт возможность использовать разные материалы для их строительства: обычный деревянный или металлический штакетник, декоративный штакетник в стиле «Ранчо», разноцветные профилированные листы, сетка рабица, сварные, секционные, кованые, асбестоцементные и бетонные пролёты. Как и любое сооружение, забор предполагает создание какой-то основы, на которую крепится материал. Для забора такой основой являются столбы.

Материал для столбов

Независимо от выбора материала самого забора, столбы могут быть изготовлены из:

• дерева;
• металла;
• бетона;
• кирпича;
• асбестоцементных труб.

Преимущество металла

Универсальным материалом для изготовления столбов для забора являются металлические изделия, потому что в подавляющем большинстве случаев монтажа забора используют сварочные работы.

Особым качеством металлических столбов является их долговечность. Каким бы способом не обработать деревянный брус, он сгниёт намного быстрее, чем разрушится металл.

Процесс коррозии металла в среднем происходит на 0.15 – 0.2 мм в год. Зависит это от внешних погодно-климатических условий, состава металла и качества его обработки. Положительным плюсом металлических столбов является надёжность и прочность. Асбестобетонные трубы не подвержены коррозии и не требуют дополнительного ухода за собой, но они хрупкие и не выдерживают грубых механических нагрузок.

Столбы, сделанные из металла, по сравнению с железобетонными, легко ремонтируются и устанавливаются, демонтируются и могут быть использованы вторично.

Коррозия

Коррозия металла – это природное явление, которое невозможно полностью предотвратить, но можно существенно замедлить этот разрушающий процесс. Процесс окисления происходит с участием кислорода и водных растворов, содержащих кислоту, щёлочь или соль.

В природе железо в чистом виде не встречается, но содержится в железной руде. Человечество изобрело производство стали и придумало способы её сохранения. На заводах используют способы фосфатирования стали, путем ее погружения в различные растворы, а также обработку электрохимическим способом. Такое покрытие носит характер грунтования и требует последующей покраски. Сталь покрывают другими металлами. Из более дешевых – алюминием и цинком.

Существуют силикатные покрытия – это различного вида эмали. Эмаль хрупкая и для забора не совсем подходит. Цемент имеет примерно одинаковую температуру расширения со сталью и служит изолятором от агрессивной среды. Хорошей изоляцией служит полимерная плёнка, наносимая в несколько слоёв в заводских условиях.

Обработка

Долговечность металла зависит от марки стали. Точнее, существует легированная сталь с разными присадками. Но для простого забора – это дорогое удовольствие. Обычно используют заводской металлопрокат, или делают столбы своими руками из того, что можно достать. Для временных заборов подойдут сваренные из кусков железа столбы или использованные ранее, но ещё крепкие трубы от водоснабжения.

Внутреннюю полость трубы очистить сложно, а снаружи удаляют ржавчину с помощью железной щётки, обрабатывают шлифмашинкой или болгаркой. Если нужно, обезжиривают и наносят грунтовку для металла, например, ГФ-021. После высыхания грунтовки, трубу красят в два слоя.

Чтобы покрасить металл, подойдёт самая распространённая масляная краска ПФ-115. Для ленивых существует краска три в одном. Она нейтрализует ржавчину, грунтует и создаёт защитную поверхность.

Но на практике без предварительной механической обработки лучше не обходиться, необходимо хотя бы зачистить металл наждачной бумагой.

Самым лучшим решением для выбора новых заборных столбов будет комбинированный вариант металла, покрытого цинком и полимерной плёнкой. Заводской металлопрокат производит покраску, соблюдая все технологии. Лучше всего приобрести уже готовые для монтажа столбы, так как это существенно сэкономит время и трудозатраты. Однако это вариант нельзя назвать финансово экономичным.

На практике чаще всего железные столбы самостоятельно грунтуют и красят масляной краской или битумным лаком

Сушествуют специальные баллончики спрей-краски, которыми удобно пользоваться при сварочных работах. Покрытие порошковой краской будет дороже и технически сложнее. Чем тоньше покровный слой, тем долговечнее защита. Поэтому делают несколько слоёв распылителем или тщательно втирают кистью, избегая воздушных пузырей, которые провоцируют окисную реакцию.

Грунт является более агрессивной средой, чем воздух. Поэтому находящаяся в земле часть металла изолируется бетоном или битумной мастикой. Рулонные изоляторы для этих целей не подходят. Окалина, возникающая при сварочных работах, стимулирует коррозию металла. Её нужно обязательно убрать болгаркой.

Формы металлических столбов

Заборные столбы могут иметь самую разнообразную конфигурацию, от простой до дизайнерской:

• круглые;
• квадратные;
• прямоугольные;
• винтовые;
• самодельные.

Круглые трубы приобрести легче всего и дешевле. Выбор диаметра их зависит от дизайна забора, и чаще всего используют размер от 57 мм до 108 мм, в эксклюзивных вариантах диаметр увеличивают до 159 мм. Толщина выбирается из учёта характеристик материала, заполняемого пролёты: от 1.5 мм до 4 мм. Чем толще, тем дольше срок эксплуатации.

Хороший вариант с буровыми трубами, толщина стенки у которых 5 мм.

Поперечные лаги крепятся непосредственно к трубам при помощи сварки, или на трубы приваривают направляющие для крепежа. Направляющие могут быть сделаны заранее привариванием их к хомуту, который надевается на трубу и стягивается болтом. При таком варианте монтажа под хомут подкладывается изолирующая прокладка из хлопчатобумажного материала или специальная пластиковая подкладка, подходящая под диаметр трубы.

Профилированные столбы имеют форму квадрата или прямоугольника. Такая форма даёт возможность крепежа лаг не только при помощи сварки, но и с применением болтов или заклёпок. С ними удобнее работать, если направляющие лаги из дерева или забор строится в стиле «Ранчо».

Винтовые столбы представляют собой трубу с приваренным на её конце буром. Такой вариант используют для быстрого монтажа забора, потому что отсутствует необходимость копать предварительно яму для столба.

Самодельные столбы делают из бывшего в употреблении материала, который есть в наличии (бесхозный), или из того, который можно достать. Подойдут, например, железные уголки.

Влияние грунта и установка

Выбор металлических столбов также зависит от способа установки, а он, в свою очередь, зависит от состояния грунта. Для лёгкого забора достаточно просто вбить столб в землю, если она плотная (серозём, глина, песок). В работе участвуют два человека – один вбивает, а другой держит столб, сверяя его по уровню в двух вертикальных плоскостях.