Коррозионная агрессивность грунта: как её определяют при изысканиях и почему от неё зависит защита сетей
Какие показатели коррозионной агрессивности грунта определяют при инженерно-геологических изысканиях, к каким материалам относится оценка, как результаты влияют на изоляцию и электрохимзащиту и что прописать в задании на изыскания для трубопровода или кабельной линии.
Проект газопровода или водовода уходит на экспертизу, а через несколько недель возвращается с замечанием: в отчёте об изысканиях нет данных о коррозионной агрессивности грунтов и блуждающих токах, поэтому выбор изоляции и решение по электрохимической защите ничем не обоснованы. Изыскателей приходится вызывать на трассу повторно, график сдвигается, а иногда меняется и смета: усиленная изоляция и станции катодной защиты появляются в проекте уже после согласования бюджета. Ещё хуже, если пробел никто не заметил: сталь в агрессивном грунте без нужной защиты начинает разрушаться, и сеть уходит в ремонт задолго до расчётного срока.
Ниже — какие показатели коррозионной агрессивности грунта определяют при изысканиях, по каким нормам, к каким материалам относится оценка, как результаты превращаются в проектные решения и что прописать в задании, чтобы данные пришли сразу.
Что такое коррозионная агрессивность грунта и кому она нужна
Коррозионная агрессивность — способность грунта и грунтовых вод разрушать материал подземного сооружения. Для металла главный механизм электрохимический: грунт работает как электролит, и чем лучше он проводит ток, тем быстрее идёт коррозия. Для бетона и железобетона опасны сульфаты, хлориды, кислая среда и агрессивная углекислота.
Данные нужны проектировщику линейных объектов и подземных сооружений: стальных трубопроводов, тепловых сетей, кабелей в металлических оболочках, фундаментов, свай, резервуаров. Определение коррозионной агрессивности грунтов и подземных вод входит в состав инженерно-геологических изысканий по СП 446.1325800.2019 «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ», а состав отчёта задаёт СП 47.13330.2016 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» (утв. приказом Минстроя России от 30.12.2016 № 1033/пр).
Коррозионная агрессивность грунта по ГОСТ: какие показатели определяют
Для металлических подземных сооружений базовый документ — ГОСТ 9.602-2016 «Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии». Он устанавливает, какие показатели определяют и по каким критериям относят грунт к низкой, средней или высокой агрессивности. Для бетона и железобетона применяют таблицы СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии».
Набор работ на трассе обычно такой:
- Удельное электрическое сопротивление грунта — измеряют в поле по трассе, на глубине укладки сооружения, и при необходимости в лаборатории на отобранных пробах.
- Средняя плотность катодного тока — лабораторный показатель для стали: моделирует, какой ток понадобится, чтобы сместить потенциал металла в защитную область.
- Химический состав грунта и грунтовых вод — pH, сульфаты, хлориды, органика, нитраты, ионы железа; нужен для оценки воздействия на бетон, свинцовые и алюминиевые оболочки кабелей.
- Блуждающие токи — полевые измерения вблизи электрифицированных железных дорог, трамвая, метрополитена, промышленных потребителей постоянного тока.
- Влияние переменного тока — при сближении трассы с высоковольтными линиями и тяговыми сетями переменного тока.
- Биокоррозионная агрессивность — при заболоченных, торфяных, загрязнённых органикой грунтах, где активны сульфатвосстанавливающие бактерии.
Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и низколегированной стали: таблица
Для стальных сооружений ГОСТ 9.602-2016 оценивает грунт по двум показателям. Если они дают разную степень, принимают худшую. Сводная таблица критериев:
| Степень агрессивности | Удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м | Средняя плотность катодного тока, А/м² | Что это значит для проекта |
|---|---|---|---|
| Низкая | свыше 50 | до 0,05 | Защита покрытиями по общим требованиям, ЭХЗ — по другим основаниям, например при блуждающих токах |
| Средняя | от 20 до 50 | от 0,05 до 0,20 | Требования к покрытию и необходимость ЭХЗ определяют по виду сооружения и условиям трассы |
| Высокая | до 20 | свыше 0,20 | Комплексная защита: изоляционное покрытие усиленного типа и электрохимическая защита |
Отсюда ответ на частый вопрос, при каком удельном сопротивлении коррозионная агрессивность грунта считается высокой: когда сопротивление не превышает 20 Ом·м. Но вывод по одному сопротивлению неполный — высокая плотность катодного тока переводит грунт в высокую категорию и при хорошем сопротивлении. Решение по типу защиты конкретного сооружения проектировщик принимает по полному набору требований стандарта и отраслевых норм, а не только по этой строке.
Блуждающие токи: отдельное исследование, а не строка в протоколе
Блуждающие токи от рельсового транспорта и промышленных установок постоянного тока разрушают сталь в местах выхода тока из трубы в грунт, и это происходит намного быстрее, чем обычная почвенная коррозия. Поэтому их наличие определяют отдельно от агрессивности грунта, и опасное влияние само по себе требует электрохимической защиты, даже если грунт малоагрессивен.
Для проектируемого сооружения оценивают поле блуждающих токов в земле по трассе, для существующего — смещение потенциала самого сооружения. Измерения зависят от режима работы транспорта, поэтому их проводят в часы движения и с регистрацией во времени, а не одним замером. Если в отчёте вместо результатов стоит фраза «блуждающие токи не выявлены» без протоколов и схемы точек, экспертиза почти наверняка вернёт раздел.
К каким материалам относится оценка
Одна и та же площадка может быть малоагрессивной для стали и сильноагрессивной для бетона. Поэтому в отчёте оценка всегда привязана к материалу, и проектировщику нужно проверить, что изыскатели оценили именно те материалы, которые будут в проекте.
- Углеродистая и низколегированная сталь: трубопроводы, обсадные трубы, стальные сваи, резервуары — по сопротивлению грунта и плотности катодного тока.
- Свинцовые и алюминиевые оболочки кабелей: по химическому составу грунта и воды — pH, содержанию хлоридов, нитратов, органических веществ, железа.
- Бетон и железобетон: фундаменты, колодцы, лотки, сваи — по СП 28.13330 с учётом марки бетона по водонепроницаемости и условий контакта с водой.
- Арматура в бетоне: отдельно оценивают воздействие хлоридов, которое бетон не останавливает.
Как результаты влияют на изоляцию и ЭХЗ
Данные изысканий напрямую становятся проектными решениями. Высокая агрессивность или опасное влияние блуждающих токов означают усиленный тип изоляционного покрытия и проект электрохимической защиты: катодные станции, анодные заземлители, дренажи, контрольно-измерительные пункты. Удельное сопротивление грунта нужно и для расчёта самой ЭХЗ — от него зависят размещение и размеры анодного заземления.
Для бетонных конструкций степень агрессивности определяет требования к бетону, защитному слою и вторичной защите: гидроизоляции, покрытиям, пропиткам. Если агрессивность завышена, заказчик переплачивает за избыточную защиту, если занижена — получает разрушение конструкций в эксплуатации. Обе ошибки начинаются с неполных изысканий.
Типовые ошибки в отчётах
- Нет оценки по длине трассы: несколько точек на десятки километров, хотя грунты меняются на каждом переходе через пойму или болото.
- Измерения не на той глубине: сопротивление определено у поверхности, а труба лежит ниже, в другом слое.
- Оценка только для бетона при проектировании стального трубопровода, или наоборот.
- Блуждающие токи не исследованы рядом с железной дорогой или трамваем, либо измерены разово вне часов движения.
- Нет протоколов лаборатории и сведений об аккредитации или поверке приборов — эксперт не может проверить цифры.
Такие пробелы выявляются на государственной или негосударственной экспертизе. Порядок проверки результатов изысканий установлен Постановлением Правительства РФ от 05.03.2007 № 145 «О порядке организации и проведения государственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий», и недостаточные данные для проектных решений — частая причина замечаний.
Что прописать в задании на изыскания для линейного объекта
Большинство пробелов закрывается на этапе задания. Включите в него:
- Материалы сооружения: сталь, полиэтилен, бетон, кабели в металлической оболочке — чтобы оценка шла по нужным критериям.
- Глубину заложения по участкам трассы — на ней измеряют сопротивление и отбирают пробы.
- Определение коррозионной агрессивности грунтов и грунтовых вод к каждому материалу с указанием ГОСТ 9.602-2016 и СП 28.13330.
- Исследование блуждающих токов с перечнем источников вблизи трассы: железные дороги, трамвай, метро, тяговые подстанции, промышленные объекты.
- Оценку влияния переменного тока на участках сближения с ЛЭП.
- Биокоррозионную агрессивность на заболоченных и загрязнённых участках.
- Требование приложить протоколы полевых и лабораторных испытаний, схему точек и выводы по участкам трассы.
Перед выдачей задания покажите его проектировщику защиты от коррозии: он подскажет, какие исходные данные понадобятся для расчёта ЭХЗ, и повторного выезда на трассу не будет. Найти изыскательскую организацию с собственной лабораторией и опытом работ на линейных объектах можно на площадке-агрегаторе «Ресурс-Плюс»: разместите бесплатную заявку в разделе инженерных изысканий, исполнители сами откликнутся с ценой и сроками, а договор вы заключите напрямую, без комиссии. Сама площадка изыскания не выполняет. Опишите трассу, материалы сооружения и известные источники блуждающих токов в форме ниже.
Обсуждение
Пока нет комментариев. Будьте первым!
