Коррозии от блуждающих токов

Вы узнали, на что способная гальваническая коррозия при использовании электрического потенциала самих металлов. Представьте что будет, если добавить еще электричества! Произойти подобное может в том случае, если металл, по которому течет электрический ток, поместить в любой заземленный водоем (в реку, озеро, море, океан — без разницы, не в счет разве что стеклянный аквариум). Ток через воду устремится в землю. Следствием этого явится интенсивная коррозия в том месте, где произошел "пробой". В наихудшем случае та же алюминиевая подводная часть мотора может разрушиться буквально за несколько дней. Данная разновидность коррозии отличается от гальванической, хотя природа у них одна. Гальваническая коррозия вызывается соединением двух разнородных металлов и происходит за счет разности их электрических потенциалов. Один металл выступает в роли анода, другой — в роли катода. Здесь же электрический ток попадает на подводную часть лодки из внешнего источника и через воду уходит в землю. Блуждающие токи могут вызываться не только внешними, но и внутренними источниками — коротким замыканием в сети лодки, плохой изоляцией проводки, подмокшим контактом или неправильным подключением какого-либо элемента электрооборудования. Наиболее распространенный внешний источник блуждающих токов — береговая сеть электроснабжения. Лодка с внутренним источником блуждающих токов (например, по причине повреждения изоляции одного из проводов) может стать причиной усиленной коррозии множества соседних лодок, подключенных к той же береговой электросети, если они обеспечивают лучшее заземление. Ток при этом передается на другие лодки посредством все того же "третьего" заземляющего провода. Гораздо более неуловимый — но потенциально более опасный — случай коррозии блуждающих токов может происходить безо всяких проблем с электрооборудованием (и вашей лодки, и соседних). Предположим, что вы возвращаетесь на стоянку после выходных на воде, подсоединяетесь к береговому источнику, чтобы подзарядить аккумулятор, и спокойно уходите домой — автоматическое зарядное устройство само отключит зарядившуюся батарею. В понедельник по соседству с вашей лодкой причаливает большой стальной катер (с ободранной и поцарапанной краской). Владелец его тоже подключается к береговой сети и тоже оставляет свою посудину на несколько дней. Электрическая батарея готова — большой стальной корпус и небольшая подводная часть вашего мотора, соединенные заземляющим проводом. В зависимости от разделяющего их расстояния, разницы размеров и времени, которое ваш сосед решил провести на берегу, в следующие выходные вы можете обнаружить, что подводная часть вашего мотора либо просто покрыта белесым налетом, либо разрушилась чуть ли не полностью.

Срок службы металлических частей сооружений в основном зависит от надежной защиты их против коррозии. Арматура железобетонных причальных набережных может также подвергаться коррозии в результате действия блуждающих токов и токов утечки, за счет процесса электролиза, в котором одним из электродов является арматура конструкции, а другим – земля, окружающие арматуру, бетон и грунт служат электрической средой. Если арматура становится анодом, происходит растворение металла и окисление его в приэлектродном пространстве. Срок службы металлических частей сооружений в основном зависит от надежной защиты их против коррозии.

Чем больше длина сооружения, тем более опасна электрокоррозия для арматуры. Когда длина сооружения небольшая, то падение потенциалов по его длине невелико и опасность коррозии стали от блуждающих токов практически отсутствует, но существует опасность от токов утечки, которые попадают на арматуру с различных токонесущих устройств и коммуникаций. Электрическое сопротивление бетона значительно зависит от его влажности. Удельное сопротивление сухого бетона достигает 1х10⁶ Ом/см, а увлажненного снижается до нескольких Ом/см.

Скорость шпунтовой коррозии определяется динамикой анодных и катодных процессов, а также омическим сопротивлением среды.

Для оценки интенсивности коррозии металла можно

пользоваться соотношением

где П – проницаемость коррозии;

m₀ – вес элемента до начала испытания, г;

m₁ – вес элемента к концу испытания, г;

S – поверхность элемента, м²;

t – продолжительность испытания, ч;

d – удельный вес металла;

8760 – число часов в году.

Коррозионная стойкость металлов оценивается по десятибалльной шкале.

Характер коррозионной стойкости	Интенсивность коррозии, мм/год	Балл
Совершенно стойкие	0,001
Весьма стойкие	0,001-0,005 0,005-0,01
Стойкие	0,01-0,05 0,05-0,1
Пониженностойкие	0,1-0,5 0,5-1
Малостойкие	1-5 5-10
Нестойкие	10 и более

Металлоконструкции портовых гидротехнических сооружений в нормальных условиях при отсутствии специальных требований должны обладать коррозионной стойкостью в 3 балла.

Большое значение приобретает прогнозирование скорости коррозирования стальных элементов транспортных гидротехнических сооружений, находящихся в грунтовой среде.

Коррозионную активность грунтов можно оценить по их удельному электрическому сопротивлению, поскольку удельное омическое сопротивление грунта зависит от его влажности и содержания в нем растворимых солей. В грунтах с большим удельным сопротивлением (где мало солей и влаги) коррозия развивается слабо, тогда как в грунтах с малым удельным сопротивлением – интенсивно. Характеристику коррозионной активности грунтов по их удельному электрическому сопротивлению приведем в табличной форме.

Удельное сопротивление, Ом/м	5	5-10	10-20	20-100	>100
Степень коррозионной активности грунта	Особо высокая	Высокая	Повышенная	Средняя	Низкая

Эффективной защитой сооружения от электрокоррозии является устройство армирования, при котором продольная арматура не образует сплошной цепи, а также нанесение гидроизоляционного состава на поверхность бетона, соприкасающуюся с грунтом.