Podzemní koroze potrubí a kovových konstrukcí

Rychlost podzemní koroze oceli se výrazně liší v závislosti na typu půdy a umístění kovového produktu v půdě a může se pohybovat od méně než 20 mikronů za rok za příznivých podmínek až po 200 mikronů za rok nebo více ve velmi agresivních půdách. Předvídání podpovrchové koroze je náročný úkol, protože různé fyzikální a chemické vlastnosti půdy velmi ztěžují předvídat rychlost koroze i v těsné blízkosti.

Mezi hlavní vlastnosti zemin, které ovlivňují intenzitu podzemní koroze kovů, patří stupeň provzdušnění, vlhkost (případně přechodná vlhkost), pH prostředí, teplota a elektrický odpor zeminy, který hraje významnou roli v průběhu korozních procesů způsobených bludnými proudy. Obecně se má za to, že písčité, dobře provzdušněné půdy s neutrálním nebo mírně alkalickým prostředím mohou způsobit pouze omezenou korozi, s níž se úspěšně vypořádává zinkový povlak kovu (méně než 10 mikronů za rok).

Jedním z nejjednodušších způsobů klasifikace půd podle agresivity je vizuální posouzení barvy půdy. Červené, žluté nebo světle hnědé půdy svědčí o přítomnosti oxidovaného železa, což odpovídá dobře provzdušněným půdám. Zeminy s omezeným provzdušňováním jsou obecně agresivnější vůči zinkovým povlakům a oceli.

Velikost půdních částic hraje velmi důležitou roli při určování intenzity koroze a trvanlivosti ochranného povlaku oceli, protože právě velikost půdních frakcí určuje kvalitu a rychlost provzdušňování a také dobu kontaktu vlhkosti s kovem. Podle velikosti částic se půdy běžně dělí do tří kategorií: písek (0,07–2 mm), bahno (0,005–0,07 mm) a jíl (

Vysoké hladiny bakterií v půdě mají za následek vysokou spotřebu kyslíku, což má za následek špatné provzdušňování půdy, zadržování vlhkosti v půdě a zvýšenou rychlost koroze kovů nebo ochranných povlaků. Kyselost půdy se pohybuje od pH 2.6 do pH 10.2. Optimální půdy pro ocel s ochranným nátěrem jsou půdy s neutrálním a mírně zásaditým prostředím, s pH nižším než 4. Zároveň se nelze spoléhat na jednorázové měření pH půdy, protože silné srážky zvyšují kyselost půdy a ve větší míře, čím nižší je provzdušňování, velikost frakcí a tím vyšší je hladina bakterií.

Teplota půdy působí jako katalyzátor korozních procesů: rychlost koroze se zdvojnásobuje se zvýšením teploty ze 4 na 20 stupňů Celsia. Nízká teplota však vede ke zvýšení odporu půdy. V důsledku toho intenzivněji probíhají procesy důlkové koroze způsobené bludnými proudy z kontaktních sítí železničních a tramvajových tratí, elektrických zařízení apod.

K ochraně podzemních ocelových konstrukcí a potrubí před korozí se používá zinkování ponorem do horké zinkové taveniny, termické difúzní lakování, metalizace zinkovým nástřikem a mechanické nanášení zinkových nátěrů. Trvanlivost a účinnost konkrétního nátěru je dána nejen tloušťkou ochranné vrstvy, ale také její mikrostrukturou.

Nejúčinnějšími metodami jsou dnes žárové zinkování v tavenině a tepelné difúzní povlakování, které díky intenzivní difúzi zinku do kovu produkují odolné slitiny zinku a železa (intermetalika), které jsou odolné vůči mechanickým vlivům. Zinkový prášek (prach) podle GOST 12601-76 nebo zinkový drát podle GOST 13073-77 (pro žárové zinkování) se používají jako hlavní materiály pro přípravu taveniny a suchého média při tepelném difúzním zinkování.

Žárové zinkování a tepelný difúzní povlak mají své nevýhody. Při žárovém zinkování prochází kovový povrch důkladnou vícestupňovou úpravou, výsledný povlak má nerovnoměrnou tloušťku, není povoleno zinkování tvarově složitých výrobků s uzavřenými vnitřními kapsami, dutinami, ale i póry, překrývajícími se svary apod.

Tepelně difúzní povlak je omezen velikostí rotujících bubnů, ve kterých výrobky nebo díly přicházejí do styku se suchým zinkovým práškem. Ochranná vrstva má však v celém výrobku stejnou a předvídatelnou tloušťku, což umožňuje zpracovávat závitové prvky a předběžná příprava povrchu je omezena na minimum – hrubé čištění od defektů.