Разбираем три наиболее опасных вида коррозии и объясняем, какие факторы действительно влияют на долговечность шпунтовых конструкций.
Долговечность шпунтовых конструкций традиционно ассоциируется с толщиной металла и маркой стали. Однако в реальных условиях срок службы шпунта определяется не только прочностью профиля, но и характером коррозионных процессов, которые развиваются в грунте, воде и зоне переменного увлажнения.
Современные исследования показывают, что разрушение металлических конструкций редко происходит равномерно. Наибольшую опасность представляют локальные формы коррозии, способные годами оставаться незаметными, постепенно снижая несущую способность элемента.
Для шпунтовых систем наиболее характерны три механизма деградации: общая коррозия, локальная питтинговая коррозия и микробиологически индуцированная коррозия.
Общая коррозия: медленное, но неизбежное старение металла
Общая (или равномерная) коррозия считается наиболее предсказуемым видом разрушения стали. В этом случае металл теряет толщину относительно равномерно по всей поверхности конструкции.
На скорость процесса влияют:
- влажность среды;
- содержание кислорода;
- минерализация грунтовых вод;
- температура;
- химический состав грунта.
Для проектировщиков именно этот тип коррозии является наиболее удобным для расчета, поскольку потери металла можно прогнозировать на десятилетия вперед.
Как отмечается в исследовании NACE International (AMPP), повышение температуры на каждые 10 °C может увеличивать скорость коррозии стали в 2–4 раз», что критично для тонкостенных шпунтов. Поэтому даже умеренные изменения условий эксплуатации могут существенно влиять на фактический ресурс конструкции.
Питтинговая коррозия: локальные повреждения с максимальными последствиями
С инженерной точки зрения гораздо опаснее локальная или питтинговая коррозия.
В отличие от равномерного разрушения здесь металл повреждается не по всей поверхности, а в отдельных точках. Формируются глубокие коррозионные язвы, которые могут проникать на значительную глубину при относительно небольших внешних признаках повреждения.
Особенно активно питтинговая коррозия развивается при наличии:
- хлоридов;
- морской воды;
- техногенно загрязненных грунтов;
- локальных дефектов защитных покрытий.
Для шпунтовых конструкций наиболее уязвимыми зонами становятся замковые соединения, сварные участки и области механических повреждений покрытия.
Микробиологическая коррозия: невидимый фактор разрушения
Третья группа рисков связана с деятельностью микроорганизмов.
В водонасыщенных грунтах, донных отложениях и анаэробных средах могут развиваться бактерии, способные изменять электрохимические условия на поверхности металла и ускорять коррозионные процессы.
Наиболее известной формой является микробиологически индуцированная коррозия (MIC), которая часто возникает:
- в заболоченных грунтах;
- на очистных сооружениях;
- в промышленных накопителях;
- на гидротехнических объектах.
В мировой практике именно MIC считается одной из наиболее сложных форм деградации металлических конструкций, поскольку скорость разрушения может существенно превышать прогнозируемые значения общей коррозии.
На этом фоне шпунт нового поколения ECO® от Экоторг М демонстрирует принципиально иную устойчивость за счет:
- более однородной структуры стали и контролируемого химсостава;
- более равномерной поверхности профиля, позволяющей наносить защитные системы с меньшим количеством локальных дефектов и непрокрасов;
- лучшей работы в условиях термодеформаций без отслаивания защитных систем.
Экоторг М — производственно-инжиниринговая компания. Мы выполняем строительно-монтажные работы на нулевом цикле и в сфере гидротехнического строительства, проектируем и разрабатываем надёжные технические решения, сдаём в аренду спецтехнику с экипажем и шефмонтажом, а также поставляем строительные материалы.
Практика показывает, что при корректно подобранной системе покрытия ресурс шпунта ECO® от Экоторг М в агрессивных средах может превышать показатели традиционных решений на 20–30%, прежде всего за счет снижения скорости подповерхностной коррозии и стабильности защитного слоя.
Артём Матвеев, руководитель проектов «Экоторг М»:
— На практике недооценивают не столько агрессивность среды, сколько ее изменчивость. В зонах, где постоянно чередуются увлажнение, высыхание и нагрев, деградация металла и покрытий ускоряется в разы. Особенно это заметно в техногенных грунтах с нестабильным pH и высоким содержанием органики, где дополнительно начинает работать микробиологическая коррозия. Поэтому важно учитывать не только текущий состав грунта, но и то, как его свойства будут меняться в процессе эксплуатации сооружения.
Старение шпунта — это результат сложного взаимодействия металла с окружающей средой. На практике наибольшую опасность представляют не равномерные потери толщины, а локальные формы деградации: питтинговая и микробиологическая коррозия, способные существенно сократить срок службы конструкции.