Коррозией называют самопроизвольное разрушение металлов. Она вызывается физико-химическим или химическим воздействием, возникающим из-за неустойчивости конструкционных материалов к воздействию веществ, которые находятся в контактирующей с ними среде. Подвергающейся коррозии материал называют корродирующим. Коррозионной средой считается среда, в которой происходит процесс коррозии. Коррозионной стойкостью материала называют его способность сопротивляться этому разрушительному процессу.
По механизму протекания коррозию принято подразделять на химическую и электрохимическую.
Химической коррозией называют химическую реакцию на взаимодействие поверхности металла с коррозионно активной средой, которое не сопровождается возникновением электрохимических процессов на границе. Для нее характерны следующие признаки:
- Имеет место непосредственный контакт частиц;
- Химическое взаимодействие протекает по всему объему или площади;
- При взаимодействии веществ электрон проходит путь порядка ионного радиуса;
- Выделяется энергия тепла.
Один из примеров химической коррозии - это разрушение цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Оно происходит из-за того, что топливо содержит примеси серы и ее соединений, которые в ходе сгорания становятся оксидами серы и проявляют коррозионную активность. Это нередко приводит к разрушениям деталей реактивных двигателей.
В случае с винтовыми сваями химическая коррозия возникает в той точке, где сплав или металл соприкасается с кислородом или жидкостью. Например, такой процесс может происходить в сильно обводненном грунте. В таком случае срок эксплуатации свай напрямую зависит от уровня водородного показателя кислотности среды в грунте и от типа грунта на конкретном участке. Чем глубже закручена свая, тем медленнее развивается химическая коррозия, так как кислороду сложно проникать под толщу грунта.
Электрохимическая коррозия происходит путем возникновения электродных реакций. Чаще всего она наблюдается в водной среде. При этом происходят сопряженные реакции окисления и восстановления. Электрохимическая коррозия протекает без прямого контакта частиц. Реагирующие частицы пространственно разделяются на анод и катод. При взаимодействии веществ в ходе реакции электрон проходит большой путь, величина которого определяется особенностями конструкции электрохимической ячейки. В естественных условиях чаще всего проистекают именно электрохимические коррозионные процессы. В них участвуют похожие на гальванические элементы ячейки, называемые коррозионными элементами. Их подразделяют на два типа:
- С разделенными анодными и катодными поверхностями. Например, к такому типу относится изделия, при изготовлении которого применялись различные виды металла;
- С неразделенными катодными и анодными поверхностями. В этом случае вся поверхность одновременно служит катодом и анодом. Такими являются изделия, сделанные из одного металла.
Для возникновения электрохимической коррозии необходимо наличие окислителя, который способен восстанавливаться. В большинстве случаев им служат кислород, растворенный в воде.
Чаще всего в грунте возникает электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией. Для этого требуется наличие электролита, которым служит содержащаяся в грунте влага. Если в воде находятся ионы солей или кислот, то повышается электропроводимость, что увеличивает интенсивность процесса коррозии.
Для возникновения реакции электролитической диссоциации требуется наличие электрического тока. У него может быть внутренний или внешний источник.
Внешним источником электрического тока являются блуждающие токи. Они могут быть образованы путем утечки с техники, трамвайных и железнодорожных путей и иных источников. У винтовых свай удельное сопротивление ниже, чем у грунта, поэтому так переходит в них. В результате образуется катодная зона, а потом ток уходит обратно в землю, образуя анодную зону. От единичного прохождения блуждающего тока винтовая свая не пострадает. Если же такое прохождение происходит регулярно, то структура металла разрушится. Образованную внешним источником тока электрохимическую ячейку называют электролизером.
Внутренним источником образования электрического тока называют образование электрической энергии из химической в процессе электрохимической реакции. Реакции, в ходе которых происходят подобные преобразования энергии, называются токообразующими. Электрохимическую ячейку, способную самостоятельно производить электрический ток, называют гальваническим элементом. Наиболее распространена именно электрохимическая коррозия, поэтому далее именно она будет подробно рассмотрена на примере винтовых свай.
Как электрохимическая коррозия воздействует на свайно-винтовой фундамент?
Для винтовых свай наиболее опасна почвенная и атмосферная электрохимическая коррозия
Почвенной коррозией принято называть процесс разрушения сделанных из металла сооружений под воздействием почвенного электролита. На поверхности металла, который вступил в контакт с почвенным электролитом, возникают коррозионные элементы.
Важно помнить, что почвенный состав грунта разнообразен даже в пределах одного участка. На сравнительно небольшой территории могут соседствовать грунты с разной степенью коррозионной агрессивности. Исследования доказали, что быстрее всего коррозия протекает в тяжелых глинистых грунтах, которые долго удерживают влагу. Суглинки относятся к среднекоррозионным грунтам. Супеси и песчаные грунты инертны в отношении коррозии.
Исследования доказали, что остаточная толщина винтовых свай остается в пределах допустимых значений даже после нескольких десятилетий использования. Скорость коррозии в ненарушенных почвах не превышает 1 -2 мм до 100 лет. На интенсивность протекания почвенной коррозии влияет пористость грунта, его кислотность, влажность, электропроводность, неоднородность, минералогический состав. От изменения любого из названных выше параметров зависит ускорение или замедление коррозии.
Атмосферной коррозией называют разрушение тех сооружений, конструкций или оборудования, которые эксплуатируются в атмосфере. Это разновидность коррозии считается менее разрушительной, чем почвенная. Впрочем, разница напрямую зависит от типа почвы. На инертных песках или суглинках почвенная коррозия вполне сопоставима с атмосферной.
Скорость атмосферной коррозии зависит от влажности воздуха, природы металла и атмосферы, которая его окружает. В сухой атмосфере негативные воздействия сведены к минимуму.
Разрушение металла всегда происходит не с постоянной скоростью, а скачкообразно. Этот процесс может замедляться и ускоряться под влиянием различных факторов. Скорость коррозионных процессов сильно зависит от условий окружающей среды. Если на них оказывают правильное воздействие, то можно свести влияние негативных факторов практически к нулю. Например, ограничения доступа кислорода и воды значительно уменьшает скорость коррозии.
О некоторых дополнительных факторах, оказывающих влияние на коррозию винтовых свай
Если анод и катод находится близко друг другу, а pH влаги в грунте больше 5, то коррозионные продукты могут образовать покрытие, которое защитит поверхность сваи. В результате коррозия будет протекать равномерно, а ее скорость со временем снизится.
Если анод и катод удалены друг от друга (например, стальной трубопровод), и это удаление составляет порядка 1-2 км, то образующиеся на аноде ионы металла будут мигрировать с током к катоду. Защитного покрытия не образуются, так как продукты коррозии осядут между анодом и катодом. Существует риск возрастания разрушительных процессов.
Исследователи отмечают, что оболочка сваи не повреждается до тех пор, пока она находится в соприкосновении с грунтом. Возможно, это связано с тем, что содержащийся в грунте кислород способствует возникновению ржавчины. В результате налет обеспечивает защиту от дальнейшего развития коррозии.
Если погружение свай происходит с полным вытеснением грунта, то его плотностью боковой поверхности увеличивается на 10% и более. Это значительно снижает скорость развития коррозии.
О нескольких эффективных способах борьбы с коррозией винтовых свай
Чем толще стенка ствола и лопасти, тем ниже риск развития коррозии. В каждом конкретном случае специалисты подбирают типоразмеры свай с учетом индивидуальных особенностей грунта на участке. От толщины металла во многом зависит степень надежности, прочности и долговечности винтовых свай. Чем толще стенки ствола и лопасти, тем дольше прослужат опоры. Если винтовые сваи изготовлены в строгом соответствии с государственными стандартами качества и не получили повреждений в процессе монтажа, то они прослужат несколько десятилетий. Например, на всю продукцию компании «Свайное дело» выдается реальная гарантия, действующая 20 лет со дня установки.
Особое внимание следует уделить и марке стали. Лучше всего использовать легированную сталь, в состав которой входят компоненты и химические соединения, повышающие физико-механические характеристики металла и обеспечивающие защиту от коррозии.
Существенно влияет на срок эксплуатации свои своевременная обработка защитным покрытием. К анодному типу покрытия относят цинкование. Цинк становится анодом при коррозии, основной металл служит в качестве катода. Защита обеспечена до тех пор, пока сохранено электрический контакт металла и покрытие, и через эту систему в достаточном количестве проходит ток. Для защиты внутренней части ствола от коррозии в ствол заливают бетон или засыпают смесь из цемента и песка.
В нашей компании Вы можете по выгодным ценам приобрести винтовые сваи, которые еще в процессе производства прошли обработку эпоксидной грунт-эмалью. Если же вы заказываете монтаж «под ключ», то в зависимости от особенностей возводимого сооружения будет выполнено бетонирование сваи
