Значительная часть территории Казахстана приходится на засолённые почвы. Солончаки и солонцы распространены в Прикаспийской низменности, Мангистауской и Атырауской областях, Приаралье, долинах Сырдарьи и Или, а также в ряде районов Северного и Центрального Казахстана. Для стального трубопровода такой грунт представляет собой готовый электролит высокой проводимости, в котором коррозия идёт в несколько раз быстрее, чем в обычном суглинке. Покрытие, которое в средней полосе служит десятилетиями, на засолённом участке может выйти из строя за несколько лет, если его конструкция подобрана без учёта агрессивности среды.

Чем засолённый грунт опасен для стальных труб

Основной вред наносят хлориды и сульфаты натрия, магния и кальция. Хлорид-ионы разрушают защитную оксидную плёнку на поверхности стали и вызывают язвенную коррозию, при которой сквозное отверстие образуется при сравнительно небольшой общей потере металла. Сульфаты в анаэробной среде становятся питательной базой для сульфатредуцирующих бактерий, и на глинистых засолённых участках развивается биокоррозия с характерными чёрными отложениями сульфида железа.

Дополнительный фактор создаёт колебание уровня грунтовых вод. В засушливом климате влага поднимается по капиллярам к поверхности и испаряется, а соли кристаллизуются в верхнем слое грунта и в порах изоляции. Циклы смачивания и высыхания разрыхляют покрытие, особенно мастичное, и ускоряют его старение. Вблизи электрифицированных железных дорог и промышленных объектов к химической агрессии добавляются блуждающие токи.

Оценка коррозионной агрессивности грунта по ГОСТ 9.602-2016

Конструкцию защиты выбирают только после изысканий. ГОСТ 9.602-2016 оценивает агрессивность грунта к углеродистой стали по удельному электрическому сопротивлению и средней плотности катодного тока. При сопротивлении более 50 Ом·м агрессивность считается низкой, от 20 до 50 Ом·м средней, менее 20 Ом·м высокой. Засолённые грунты Прикаспия и Приаралья, как правило, дают значения в единицы Ом·м, то есть относятся к категории высокой агрессивности с большим запасом.

Для таких условий стандарт требует комплексной защиты. Стальной подземный трубопровод изолируют покрытием усиленного типа и дополнительно подключают к системе электрохимической защиты (катодной или протекторной). Для железобетонных колодцев, опор и камер степень агрессивности подземных вод к бетону определяют по СП РК 2.01-101-2013 и назначают сульфатостойкий цемент и вторичную защиту.

Конструкция изоляционного покрытия для агрессивных грунтов

Полимерные ленты на основе поливинилхлорида устойчивы к растворам солей, кислот и щелочей, не впитывают влагу и не служат питательной средой для микроорганизмов. Поэтому основу покрытия составляет ПВХ лента для гидроизоляции, нанесённая по праймеру не менее чем в два слоя. Битумные составы также стойки к солевым растворам, но хуже переносят циклы высыхания и контакт с нефтепродуктами, что критично для промысловых трубопроводов Западного Казахстана.

На фасонных частях, отводах, тройниках и у приварных элементов лента ложится хуже, чем на прямом участке. Эти места предварительно выравнивают и заполняют битумной мастикой, после чего наматывают ленту. Такой комбинированный подход исключает воздушные полости, в которых скапливается электролит.

• битумно-полимерный праймер по поверхности, очищенной до металлического блеска;
• два и более слоя полимерной ленты с нахлёстом витков 50%;
• мастичное заполнение неровностей на фасонных частях и у сварных швов;
• защитная обёртка, стойкая к продавливанию при засыпке;
• электрохимическая защита с контрольно-измерительными пунктами.

Подготовка траншеи и засыпка на засолённых участках

Качество покрытия теряет смысл, если трубу укладывают на дно траншеи с кристаллами соли, щебнем и комьями пересохшей глины. Под трубопровод устраивают подушку из привозного незасолённого песка толщиной не менее 100 мм, а первичную присыпку над верхом трубы выполняют тем же песком слоем 200 мм. Местный засолённый грунт в зоне контакта с изоляцией применять не рекомендуется.

Работы в Прикаспии и на юге страны часто ведутся при температуре воздуха выше +35 °C, когда металл трубы на солнце нагревается до 60-70 °C. Праймер на перегретой поверхности высыхает слишком быстро и не успевает смочить металл. Изоляцию в таких условиях выполняют в утренние и вечерние часы, а для летних работ выбирают ленты термостойкого исполнения.

Контроль и обслуживание трубопроводов в агрессивной среде

После засыпки проверяют сплошность покрытия приборами поиска повреждений изоляции и замеряют защитный потенциал на контрольно-измерительных пунктах. Эксплуатирующая организация ведёт регулярный мониторинг потенциалов, так как в засолённом грунте даже небольшой дефект покрытия при отключённой электрохимической защите быстро развивается в сквозную язву. Шурфовые обследования на участках с минимальным сопротивлением грунта позволяют оценить состояние покрытия без полного вскрытия трассы.

Полный перечень ленточных, мастичных и рулонных материалов представлен в разделе гидроизоляционных материалов. Специалисты АвтоПромТехСнаб помогут подобрать конструкцию покрытия под результаты изысканий и рассчитать расход материалов, для этого достаточно получить консультацию или запросить прайс-лист.