Снижение уровня системного контроля за находящимися ранее под централизованной опекой системы ЖКХ и энергетики, в том числе с точки зрения инженерно-технического функционирования данных сложных комплексных структур, от надежной работы которых зависят такие глобальные для нашей страны и общества вопросы, как, например, обеспечение людей при работе системы централизованного теплоснабжения и водоснабжения коммунального хозяйства теплом и водой, жестко сказались на состоянии коммунального хозяйства страны. Все понимают, что первая и основная причина сложившейся ситуации вызвана длительным периодом проедания имеющихся инфраструктурных ресурсов без адекватной замены изношенных труб, арматуры, котлов, насосов и пр. даже не на новые более современные оборудование и материалы, а хотя бы обеспечивающие простое физическое возобновление разрушающихся со временем мощностей.

Другая немаловажная причина разрушительных процессов, усугубляющих ситуацию и только-только осознаваемую по серьезному – это снижение некоторых параметров работы коммунальной инфраструктуры, по факту являющейся единым, целостным техническим конгломератом, отдельные части которого не могут не подчиняться общей методике контроля и организации работы всей системы. А именно данное единство за последние двадцать примерно лет по некоторым параметрам утрачено, что связано прежде всего с длительным недофинансированием системы, разнонаправленными попытками реформирования отрасли, постоянными переподчинениями системы управления ее отдельными частями, сменой форм собственности и иной длительной неопределенностью, не позволяющей выстроить четкую продуманную, экономически эффективную систему контроля и организации работы данных технических систем.

Как влияют коррозионные процессы на снижение эффективности работы трубопровода. Последствия коррозионных процессов очевидны. Снижается срок службы трубопроводной системы. Вместо нормативных 25-30 лет часто трубы (особенно на разводящих участках) начинают системно рваться уже через 5-7-12 лет работы, что приносит колоссальный совокупный ущерб – возникает потребность в удвоении или даже утроении расходов на один и тот же участок трубопровода, включая к дополнительным материалам весь комплекс ремонтных, иногда очень дорогостоящих работ (проводимых в критические ситуации, это касается систем теплоснабжения прежде всего), затрат на демонтаж и новый монтаж труб и элементов трубопровода. До критического состояния, когда трубу прорывает, из-за массированного увеличения в системе продуктов коррозионного распада тела трубы происходят отложения на некоторых участках трубопровода, зарастание сечения трубы, что требует дополнительного расхода электроэнергии и преждевременный износ насосного циркулирующего оборудования.

В отличие от стран Европы, где системы теплоснабжения имеют замкнутый контур и практически не подпитываются дополнительно водой из-за сохранения целостности системы, в нашей стране на постоянную подпитку для поддержания системы в работоспособном состоянии уходит огромное количества воды и дополнительной тепловой энергии. Также ухудшается качество подаваемой в системе воды, что имеет негативные последствия для потребителей и вызывает необходимость дополнительных затрат на очистку воды.

Причины, способствующие развитию коррозионных внутренних процессов также очевидны – снижение уровня водоподготовки на содержание в системе кислорода, солей и не соблюдение кислотно-щелочного показателя рН используемой при работе открытых и закрытых систем теплоснабжения и горячего водоснабжения тепловых сетей. Также этому способствует факт снижения качества выпускаемых металлургическими и трубными заводами сталей и труб для нужд коммунального хозяйства, а также нормативно обеспеченный переход на использование труб с меньшими толщинами стенок.

Все эти причины привели к тому, что статистика по наружным коррозионным процессам ежегодно снижается (причиной тому – совершенствование технологий покрытия трубопроводов системы ЖКХ, о чем чуть позже), а вот нарушения в работе трубопроводов, вызванных внутренними коррозионными процессами – наоборот возрастают.

Главная причина – конечно же попадание в систему кислорода, когда последующие разрушительные коррозионные процессы идут необратимо и интенсивно. Специалистами выделяются в связи с этим следующие причины: 1) некачественная работа деаэраторов; 2) кратковременные остановы деаэраторов; 3) присосы водопроводной воды в абонентских подогревателях (для закрытой теплосети); 4) завоздушивание обратных трубопроводов.

К основным видам внутренних коррозионных процессов в трубопроводах тепловых сетей относятся такие ее виды, как:

1. Контактная коррозия. Причина ее возникновения – приварка нержавеющей стали к перлитной стали. При контакте этих двух неоднородны металлов катодом будет аустенитная сталь, а анодом перлитная, а, потенциал их составляет соответственно +0,3 и – 0,5 В. Между этими металлами возникает коррозионный ток. Процесс коррозии на данном участке трубопровода будет контролировать диффузия кислорода к катоду. Коррозионный ток пары, образованный контактом двух разнородных металлов, будет тем больше, чем выше концентрация в воде кислорода и площадь катодных участков. Также, развитию контактной коррозии будет благоприятствовать постоянно наблюдаемое в трубах тепловых сетей увеличение скорости движения транпортируемого по системе теплоносителя, обеспечивающего интенсивный подвод кислорода к данным катодным участкам и интенсифицирующим процессы контактной коррозии.

2. Щелевая коррозия. Источниками данного вида коррозионных процессов являются дренажные системы сорбционных (ионитных) фильтров, также изготавливаемые из нержавеющей стали 1Х18Н9Т. В зазорах и отверстиях применяемого из данного металла оборудования под действием регенерационных растворов, отмывных и очищенных вод и возникает щелевая коррозия. Она приводит к повреждению дренажной системы фильтра, после чего из поврежденных щелей происходит вынос сорбента из данных фильтров с значительно более интенсивными показателя коррозии по отношению к общему ее фону. Помимо этого, в процессе развития местной (язвенной) коррозии существенно понижается рН локальной среды у поверхности нержавеющих сталей под прокладками и в щелях, что также приводит к ускорению коррозионных процессов в десятки раз.

3. Точечная коррозия. Точечной коррозии подвергаются прежде всего нержавеющие аустенитные и ферритные стали при контакте с насыщенной кислородом и хлоридами водой. Локализация коррозии данного типа относится к сильной и быстро приникает вглубь металла (более 2 мм). Процессы повышения температуры внутренней среды трубопровода тепловых сетей стимулируют данный тип коррозии даже значительней, чем повышение кислотности среды. Перлитная сталь подвергается точечной коррозии под равномерным слоем окислов трехвалентного железа. Интенсивному развитию коррозии также способствуют содержащиеся в ней угольная кислота и хлориды.

4. Пошламовая коррозия трубопроводов. При подшламовой коррозии тип повреждений металла в условиях теплосети близок к коррозии пятнами. Он характерен для воды с высокой щелочностью и достаточно низким значением рН. Процесс данного типа коррозии протекает даже с низкими показателями кислородного насыщения и в условиях сравнительно слабого подогрева и отсутствия тепловых нагрузок. Был известен и ранее по практике эксплуатации паровых котлов. В данном случае рыхлые продукты коррозии, состоящие в основном из гидратированных трехвалентных окислов железа, являются активными деполяризаторами катодного процесса.

5. Коррозия при простое трубопроводов тепловой сети. Во время текущего летнего ремонта вода из трубопроводов дренируется, однако часть сетевой воды остается и насыщается кислородом воздуха. Опрессовка трубопроводов после ремонта во многих теплосетях проводится насыщенной кислородом обычной водопроводной водой. Ранее считалось, что кратковременный период ремонта не влияет на локальную коррозию металла, поскольку процесс коррозии углеродистых и низколегированных сталей при температуре 20-70°С находится не в области активного растворения металла, а в области пиггингообразования. Однако при простое трубопровода тепловой сети возникновение локальных коррозионных поражений металла связано с наличием в поверхностном слое неметаллических включений, выходом на поверхность металла дислокаций и т.п. Проведенные исследования и хронопотенциометрические измерения на примере труб из стали СтЗсп при температуре 20 °С в неперемешиваемой естественно-аэрированной сетевой воде показали, что питтингообразование на внутренней поверхности стальной трубы начинается практически мгновенно. Во время простоя теплопроводов в летний период также возможно появление локальных долгоживущих коррозионных поражений металла, связанных с наличием неметаллических включений в нем.

Только восстановление комплексной системы водоподготовки, контроля за ее работой, установкой нового оборудования, включенного в общую технологическую цепочку, учитывающую все технические аспекты работающей системы, а также массовая замена сгнивших трубопроводов на новые, например на трубопроводы с надежно решенной конструктивно системой пенополиуретановой (ППУ) тепловой изоляцией по технологии «труба в трубе» (так называемые трубы ППУ) в состоянии постепенно перейти к качеству коммунальных сетей, сопоставимых с аналогичными показателями в развитых странах Западной Европы, откуда и позаимствована данная технология изготовления предизолированных трубопроводов.