Vamzdžių elektrocheminė korozija: ar įmanoma išvengti?
Mokslinėje literatūroje teigiama, kad korozija – tai reiškinys, kurio metu metalai yra dėl fizikinės ir cheminės sąveikos su aplinka. Korozijos veikiamas metalas pereina į oksiduotą būklę ir praranda jam būdingas savybes, todėl dažnai įvyksta įrenginių, mechanizmų, transporto priemonių ar vamzdynų avarijų, dėl kurių patiriama didelių nuostolių ar net žūsta žmonės.
Statybų sektoriuje daugiausia problemų kelia elektrocheminė korozija, atsirandanti metalui liečiantis su elektrai laidžiu skysčiu. Dėl metalinių ir nemetalinių priemaišų, pažeistų oksidų plėvelių, kitų metalinių dangų, skirtingos elektrolitų koncentracijos, temperatūros, skirtingų įtempių metalo paviršiuje susidaro anodinių ir katodinių plotelių, atsiranda elektros srovė. Elektrocheminės korozijos produktų gali susidaryti toli nuo korozijos vietos. Ypač daug problemų sukelia elektrocheminė korozija, atsirandanti dėl klaidžiojančių elektros srovių. Klaidžiojančiomis vadinamos srovės, atsiskiriančios nuo įvairių elektros šaltinių ir tekančios dirva, taip pat požeminiais įrenginiais. Vamzdžiuose, kuriais teka klaidžiojančios srovės, gali vykti stipri vidinė korozija (ypač karšto vandens vamzdynuose) ir dėl jos vamzdžiai gali trūkti. Suprantama, trūkiai gali pridaryti nemenkų nuostolių pastatų savininkams ar naudotojams. Klaidžiojančių srovių karšto vandens vamzdynuose dažniausiai atsiranda dėl neteisingų projektinių sprendimų ir (arba) netinkamai sumontuotos sistemos. Lietuvoje, projektuojant pastatų karšto vandens tiekimo ir nuotekų sistemas, dažniausiai neatsižvelgiama į vamzdynų atstumus nuo elektros instaliacijos. Dažnai elektros laidai nutiesiami mažesniu nei 1 m atstumu nuo vamzdynų, kartais ir visai šalia jų arba ant jų. Dėl šalia vamzdynų esančių elektros laukų sužadinamos indukcinės srovės, kurios ir klaidžioja po vamzdynus, sukeldamos vidinę koroziją. Nemažą reikšmę turi ir tinkamas sistemos eksploatavimas. Pasitaiko atvejų, kai elektros prietaisams įžeminti naudojami vamzdynai. Pavyzdžiui, gyventojai, panaudodami vamzdynus, dažnai įžemina savo skalbykles. Kita didelė problema ta, kad Lietuvoje karšto vandens sistemos projektuojamos ir montuojamos iš cinkuoto plieno vamzdžių. Normaliomis sąlygomis cinkuoto plieno vamzdžiai galėtų būti eksploatuojami iki 50 metų. Tačiau Lietuvoje karšto vandens vamzdynai dažnai būna eksploatuojami jau minėtomis sąlygomis (arčiau nei 1 m atstumu nuo vamzdynų nutiesti elektros laidai, 60 0C viršijanti karšto vandens temperatūra, agresyvios medžiagos vandens sudėtyje), kurioms cinkuoto plieno vamzdžiai tiesiog netinka. Lietuvos santechnikų asociacija fiksuoja nemažai pavyzdžių, kai dėl netinkamo suprojektavimo, netinkamų medžiagų naudojimo ar netinkamos eksploatacijos atsiradusi elektrocheminė korozija paveikė vamzdynus net ir naujuose pastatuose. Vienas naujausių pavyzdžių – plieninio karšto vandens tiekimo vamzdžio trūkis viename iš naujai pastatytų Klaipėdos prekybos centrų. Perpjautas vamzdžio fragmentas buvo pateiktas Valstybinio mokslinių tyrimų instituto Fizinių ir technologijos mokslų centro Elektrocheminės medžiagotyros skyriui korozijos priežastims ištirti. Tyrimo metu nustatyta, kad eksploatuojant vamzdžio vidinė cinko danga vietomis (atskiruose plotuose prie suvirinimo siūlės) suiro ir neteko savo apsauginės funkcijos. Be geležies ir cinko, korozijos produktų sudėtyje nustatyta ir anglies, t. y. korozijai įtakos turėjo ir hidrokarbonatai. Pagrindinis karbonų (hidrokarbonatų) šaltinis sistemoje – cirkuliuojantis vanduo. Pasak tyrimą atlikusių mokslininkų, iš literatūros žinoma, kad cinkuotos plieninės talpyklos (vamzdžiai) naudojamos karšto vandens tiekimo sistemose ir jų eksploatavimo laikas siekia 30–40 metų. Cinko korozijos greitis vandenyje, kuriame nėra CO2 (t. y. be hidrokarbonatų) ir kurio temperatūra siekia 75 oC, yra nedidelis – mažesnis nei 1 µm per metus. Tačiau, vandenyje esant 1,5 % CO2 ir 85 oC temperatūrai, cinko korozijos greitis jau siekia 25–43 µm per metus. Cinko atsparumas korozijai dar labiau mažėja ir korozijos pobūdis (tipas) pasikeičia vandenyje esant net ir nedidelei vario jonų koncentracijai. Pavyzdžiui, esant ~0,1 mg/l Cu2+, ~28 mg/l CO2 ir aukštesnei nei 75 oC temperatūrai, per aštuonis mėnesius išsivystė 0,3–0,4 mm gylio vietiniai cinko korozijos židiniai. Atlikto tyrimo rezultatai leidžia teigti, kad cinkuoto plieninio vamzdžio korozijos priežastys yra susijusios su vandens sudėtimi (padidėjusi hidrokarbonatų koncentracija ir Cu jonų priemaišos) bei jo temperatūra. Be to, tyrime pateikiamos ir rekomendacijos korozijos prevencijai: 1) mažinti varinių (žalvarinių) detalių skaičių karšto vandens tiekimo sistemoje <…>; 2) kontroliuoti ir mažinti hidrokarbonatų (HCO3) koncentraciją vandenyje <…>; 3) kontroliuoti vandens temperatūrą sistemoje <…>. Nesant galimybės užtikrinti vandens kokybę ir palaikyti saugų temperatūros intervalą, nerekomenduojama naudoti cinkuotų plieno vamzdžių karšto vandens tiekimo sistemose. Naudojant cinkuotus vamzdžius, būtina kontroliuoti cinko dangos kokybę – cheminę sudėtį, struktūrą ir storį. Šis akivaizdus pavyzdys rodo, kad karšto vandens tiekimo sistemoms labiau tiktų naudoti iš kitų medžiagų pagamintus vamzdžius. Pavyzdžiui, daugelyje Vakarų šalių, siekiant pastatuose įrengti patikimą ir ilgalaikę karšto vandens tiekimo sistemą, montuojami variniai arba nerūdijančiojo plieno vamzdžiai (dažniausiai pastarieji). Iš šių medžiagų pagaminti vamzdžiai yra atsparūs elektrocheminei ir kitų rūšių korozijai, vandens temperatūrų svyravimams bei agresyvioms medžiagoms, esančioms vandens sudėtyje. Lietuvos santechnikų asociacijos prezidentas Juozas Marčiulaitis tikina, kad daugumą klausimų, susijusių su vamzdžių elektrochemine korozija, galima išspręsti dar projektuojant. Tiesiog reikėtų pagalvoti apie tinkamų atstumų išlaikymą tarp vamzdynų ir elektros laidų, apie elektros nutekėjimą iš netvarkingų elektros šaltinių per betono ar kitas konstrukcijas, taip pat apie tai, kaip išvengti galingų magnetinių laukų susikūrimo šalia vamzdynų ir kaip išspręsti elektros prietaisų įžeminimo klausimą, kad tam nereikėtų naudoti vamzdynų. Deja, šiuo metu galiojančiuose Statybos techniniuose reglamentuose (toliau – STR) šie dalykai nenumatyti. Todėl ir atsiranda su korozija susijusių problemų. Projektuotojai, kurdami naujo pastato projektą, tiesiog stengiasi nepažeisti galiojančių STR reikalavimų. Apie tai, kad projektuojant reikėtų įvertinti dar ir korozijos problematiką, niekas nenori kalbėti, nes pagal STR tai neprivaloma. O kam projektuotojui vargintis dėl to, kas ne privaloma?! Be to, įtraukęs į projektą papildomų sprendinių, projektuotojas turėtų įrodinėti užsakovui, kodėl jis, pavyzdžiui, vietoj pigesnių cinkuotų vamzdžių siūlo naudoti brangesnius nerūdijančiojo plieno gaminius. Arba kodėl reikia daugiau vietos komunikacijoms išdėstyti ir t. t. J. Marčiulaičio teigimu, vamzdynų korozijos problemą galima išspręsti tik pataisius STR. Lietuvos santechnikų asociacijos prezidento nuomone, turėtų būti aiškiai reglamentuota, kad karšto vandens vamzdžiai gali būti tik iš nerūdijančiojo plieno. Taip vamzdžių elektrocheminės korozijos problema faktiškai atkristų iškart. Dar galima keisti dokumentus, reglamentuojančius elektros instaliacijos įrengimą, siekiant, kad laidai nebūtų tiesiami arčiau nei 1 m atstumu nuo karšto vandens tiekimo vamzdynų ir t. t. STR leidžia ir koreguoja Lietuvos Respublikos aplinkos ministerija. O kol kas statybos įmonėms tenka važiuoti į naujus objektus taisyti broko, kai dėl klaidžiojančių srovių ar netinkamos vandens kokybės trūksta karšto vandens vamzdynai ir užliejamos patalpos. Nukenčia ne tik patalpų savininkai ar naudotojai, bet ir statytojai, projektuotojai, draudimo įmonės. Projektuotojams ir statybininkams brangsta draudimas, mažėja jų galimybės dalyvauti naujuose konkursuose.
Skaitykite : http://www.manonamai.lt/daraupats/apdaila/isores-apdaila/elektrochemine-vamzdziu-korozija-ar-imanoma-isvengti.d?id=69171334
