Коррозионная активность грунтов в различных природных зонах

УДК 620.193.92:551.345 М.А. Великоцкий1

КОРРОЗИОННАЯ АКТИВНОСТЬ ГРУНТОВ В РАЗЛИЧНЫХ ПРИРОДНЫХ ЗОНАХ

Коррозия металлов в подземных условиях — главная причина разгерметизации газо-и нефтепроводов, она приносит огромный материальный ущерб и вред окружающей природе. Прогноз коррозионной активности грунтов (КАГ), особенно в северных регионах, до сих пор разработан слабо. На основе изучения глубинной скорости коррозии металлов и физико-химических характеристик грунтов показана ведущая роль климата и влажности грунтов в формировании КАГ во всех изученных географических зонах. Выявлена высокая КАГ в лесостепной и таежной зонах.

Ключевые слова: коррозия металлов, подземные условия, природные зоны, климат, влажность грунтов, газопроводы, криолитозона.

Введение. В настоящее время использование железа в наземных, подземных и подводных сооружениях достигло грандиозных размеров. По данным В.В.Добровольского [6], за все историческое время из недр Земли было извлечено не менее 20 млрд т железа, из них 14 млрд т рассеялось по поверхности суши, т.е. уничтожилось коррозией. Кроме огромных потерь человеческого труда, затраченного на производство железа, коррозия является главной причиной разгерметизации газо-, нефте-и прочих продуктопроводов. Утечки газа сопровождаются взрывами, пожарами, тяжелыми социальными катастрофами. По данным ОАО «Газпром», за 1999—2001 гг. главной причиной отказов (41% всех случаев) на магистральных газопроводах была наружная коррозия металлов.

Постановка проблемы. Более двух веков коррозию металлов исследовали на стыке химии, физики, биологии и географии. Географические аспекты коррозии металлов обозначились в начале XX в. при испытании образцов металла в естественных условиях (в воздухе, воде и почвах) различных географических зон земного шара. В 1910 г. в США было положено начало широкомасштабным опытам по изучению подземной коррозии металлов [1]. В землю на 10—12 лет закапывали большие партии образцов различных металлов, одновременно определяли физико-химические свойства грунтов и проводили метеорологические наблюдения. Эксперименты продолжались почти полвека. В результате установлено, что скорость коррозии чугуна и стали в подземных условиях не зависит от состава металла, а определяется физическими и химическими свойствами почв и грунтов: гранулометрическим составом, влажностью, электропроводностью, концентрацией и химическим составом поровых растворов, содержанием органического вещества и

микроорганизмов. Выявлено также, что активность перечисленных факторов зависит от природных условий, в которых они действуют. Например, в обводненных грунтах Южной Калифорнии причиной высокой коррозионной активности грунтов является засоление хлоридами, а в зоне хвойных лесов — подзолообразование [18]. Однако в технической литературе при оценке коррозионной активности грунтов (КАГ) до сих пор не учитываются природные условия (климат, рельеф, состав подстилающих пород, растительность), в которых происходит формирование геохимических комплексов, определяющих коррозионную активность грунтов, не разработана и карта КАГ.

На ранних этапах исследования коррозии трубопроводов В.А. Пригула [12], И.Н. Францевич [19], В.Ф. Негреев и Г.А. Аллахвердиев [10] установили, что в зоне полупустынь и степей наиболее высокую коррозионную активность имеют грунты с низким удельным электрическим сопротивлением (< 10 Ом • м) и высоким содержанием хлор- и сульфат-ионов. Эти показатели коррозионной активности грунтов в 50-е гг. XX в. были утверждены различными нормативными документами по строительству трубопроводов в СССР и практически без изменения используются в настоящее время [4].

В 70—80-е гг. XX в. в таежной и тундровой зонах России были построены десятки тысяч километров газопроводов. Для их защиты от коррозии и определения безаварийного срока эксплуатации требовалась надежная оценка КАГ. Но сделать это в то время было невозможно, так как опыта эксплуатации трубопроводов в области многолет-немерзлых грунтов не было, а в литературе твердо укрепилось мнение, что низкая температура окружающей среды замедляет скорость химических процессов и поэтому грунты в северных регионах

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, НИЛ геоэкологии Севера, ст. науч. сотр., e-mail: velikotskij@mail.ru

коррозионно неактивны. Помимо низкой температуры в доказательство этих выводов приводили низкую минерализацию грунтовых вод, незначительное содержание в них хлоридов и сульфатов, а также высокое удельное электрическое сопротивление многолетнемерзлых грунтов. Но на практике это не подтвердилось. В процессе эксплуатации трубопроводов в северных регионах выявлены различные участки с высокой КАГ, формирование которых тесно связано с зональными особенностями природной среды.

А.И. Перельман [11] установил, что почвы и грунтовые воды сезонно-талого слоя в тундровой зоне — при невысокой концентрации легкорастворимых солей — насыщены ионами водорода, растворенными органическими веществами (РОВ) и фульвокислотами. В условиях высокой концентрации ионов водорода железо растворяется и происходит его активная миграция как в двухвалентной форме при рН < 5,6, так и в трехвалентной при рН < 4,0. Высокая концентрация ионов водорода в кислых почвах затрудняет образование защитных пленок на корродируемой поверхности металлов [1].

Многие исследователи отмечают тесную связь повышенной концентрации водородных ионов в грунтах криолитозоны с высоким содержанием РОВ. По данным С.Л. Шварцева [20], ионный состав грунтовых вод в тундре на 62,5% формируется за счет разложения растительных остатков, в лесостепи — на 42,6% и лишь на 16,2% — в степи. Высокое содержание РОВ способствует образованию фульвокислот, которые более агрессивны к металлам, чем гуминовые кислоты. Поэтому КАГ тундровой зоны значительно выше, чем почв и грунтов черноземных степей, в которых преобладают гуми-новые кислоты.

По данным Э.Д. Ершова [5], при замерзании свободной воды и выделении кристаллов льда растворенные ионы переходят из свободной в неза-мерзшую воду, в которой за счет этого повышается концентрация углекислоты, солей и водородных ионов, и она по агрессивности приближается к кислотам [8], весьма агрессивным к металлам. Незамерзшая вода в многолетнемерзлых грунтах — главный фактор, определяющий процессы электрохимической коррозии. При переходе незамерз-шей воды в твердое состояние в ней прекращается движение ионов и электрохимические процессы замирают. В твердую фазу незамерзшая вода переходит при широком интервале отрицательных значений температуры от —1,5°С до —10°С (некоторые электролиты замерзают при температуре —30°С и ниже [16]). По-видимому, такие значения температуры и являются нижним пределом развития процессов электрохимической коррозии в многолетне-мерзлых грунтах. Следует отметить, что теория коррозии металлов в криолитозоне еще не разработана,

в частности, не выяснено соотношение электрохимических и химических процессов в коррозии, но решение этой проблемы весьма актуально, так как треть газопроводов России находится в зоне вечной мерзлоты.

Практических данных по определению коррозионной активности многолетнемерзлых пород (ММП) мало. В.Ф. Быков с соавторами [3] провели годичные наблюдения по оценке КАГ газопроводов Ям-бургского месторождения. Они определили незначительную величину скорости глубинной коррозии (в суглинках — 0,022, в песках — 0,016 мм/год), и по физико-химическим характеристикам отнесли эти грунты к средней и высокой КАГ.

Более надежные данные имеются по оценке КАГ сезонно-талого слоя и ореолов оттаивания грунтов вокруг трубопроводов. В.В. Пригула [15] в обзоре состояния подземных трубопроводов в Северной Америке и Канаде отметил, что под действием высокой температуры транспортируемого газа трубопроводы круглый год находятся в талом грунте, поэтому их коррозионное разрушение происходит по обычной электрохимической схеме. Процессы коррозии замедляются лишь при полном промерзании грунта вокруг тела трубы. По данным А.Е. Полозова с соавторами [12], средняя глубинная скорость коррозии в грунтах арктической и тундровой зон европейского Севера составляет около 0,08 мм/год. На некоторых коррозионных станциях (Ухта, Вук-тыл и Воркута) скорость глубинной коррозии в многолетнемерзлых грунтах достигает 0,15 мм/год, а на «горячих» участках при температуре газопроводов +20°С до 2 мм/год.

Автор в течение 6 лет совместно с сотрудниками ООО «Газпромэнергодиагностика» проводил исследования коррозии трубопроводов в почвах и грунтах различных географических зон. Особое внимание при этом уделялось трубопроводам, расположенным в криолитозоне.

Методика исследований. КАГ оценивалась по глубинной скорости коррозии и физико-химическим свойствам грунтов: влажности, ионному составу поровых растворов, концентрации водородных ионов (рН), удельному электрическому сопротивлению и окислительно-восстановительному потенциалу (ЕН).

В зависимости от скорости коррозии углеродистых сталей среды подразделяются на неагрессивные и малоагрессивные (< 0,1 мм/год), средне-агрессивные (0,1—0,5 мм/год) и высокоагрессивные (> 0,5 мм/год) [13]. Глубинную скорость коррозии мы определяли путем деления глубины коррозионных язв на длительность их образования. Глубину коррозионных язв определяли в полевых условиях, время роста язв рассчитывали от даты ввода трубопроводов в эксплуатацию.

Образцы грунтов для физико-химических анализов отбирали в шурфах на глубине от 1,1 до 2—3 м

в непосредственной близости от места повреждения изоляции трубопроводов. Анализы выполнены в почвенно-экологической лаборатории Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (Пущино, Московская область).

Результаты исследований. В статье изложены результаты многолетнего изучения КАГ на трубопроводах—шлейфах станций подземного хранения газа (СПХГ): Северо-Ставропольской, Елшанской, Песчано-Уметской, Степновской и Пунгинской, а также на межпромысловых коллекторах месторождений Медвежье и Уренгойское. На каждой СПХГ исследовано 50—80 км трубопроводов—шлейфов и 100—150 км магистральных газопроводов на месторождениях. Объекты расположены в степной, лесостепной, лесоболотной (северотаежной) и тундровой географических зонах. Почвы и грунты исследованных объектов имеют существенные межзональные отличия в ионном составе почвенных растворов и одновременно общие внутризональные характеристики, что позволяет выяснить роль природно-климатических факторов в формировании их коррозионной активности.

Северо-Ставрополъская СПХГ расположена на юге степной зоны. Здесь на плиоценовых карбонатных глинах развиты черноземные почвы. Грунты представлены тяжелыми карбонатными суглинками с невысокой влажностью (8,7—14,4%). Поровые растворы характеризуются относительно высоким содержанием ионов хлора (0,10—0,18 мг-экв/100 г) и щелочной средой (рН 8,1—9,0). Высокое содержание хлоридов обычно предопределяет высокую коррозионную активность грунтов. Однако исследованные грунты по скорости глубинной коррозии (0,1 мм/год) относятся к слабоагрессивным средам. На поверхности трубопроводов локально отмечена плотная нерастворимая корочка из карбоната кальция (СаСО3), под которой коррозия отсутствует.

Елшанская, Песчано-Уметская и Степновская СПХГ расположены в Саратовской области на юге лесостепной зоны. Грунты лесостепной зоны отличаются от вышеописанных более низкой концентрацией ионов в поровых растворах, низким содержанием хлоридов, достаточно высоким удельным электрическим сопротивлением, высокими значениями рН, ЕН и показателем Кларка (ГН2), что характеризует их слабую коррозионную активность. По скорости глубинной коррозии эти грунты относятся к средне- и высокоагрессивным средам. На перечисленных СПХГ отмечено несколько участков, где скорость коррозии металла достигает 0,4 мм/год. Влажность грунтов здесь вдвое выше (10—20%), чем на Северо-Ставропольской СПХГ, и приближается к «критической влажности почвы» [7], при которой активно осуществляется отвод продуктов коррозии от коррозионных язв и за-

медляется процесс образования карбонатной корки на поверхности трубы.

Пунгинская СПХГ расположена на западе Тюменской области в таежно-болотной зоне хвойных лесов с мощным подзолообразованием. Описываемые грунты характеризуются низкими значениями рН (3,9—5,4) и удельного электрического сопротивления (2—6 Ом • м). Все отмеченные показатели прямо указывают на высокую коррозионную активность грунтов. Это подтверждается высокой скоростью глубинной коррозии (> 0,4 мм/год) и появлением свищей на трубопроводах с толщиной стенки 10 мм. Высокая скорость коррозии металлов на изученном объекте обусловлена присутствием большого количества ионов водорода и РОВ в грунтовых водах.

Газовое месторождение Медвежъе расположено на севере Тюменской области, в бассейне р. Ныда, в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород с температурой грунтов от —1 до —(3^4)°С, с тундровой и лесотундровой растительностью на торфяно-глеевых почвах. Здесь в грунтах сезон-но-талого слоя наблюдаются очень низкие значения рН (3,8) и удельного электрического сопротивления (6—12 Ом • м), которые характеризуют высокую коррозионную активность грунтов. Тем не менее по низкой глубинной скорости коррозии (0,03—0,08 мм/год) грунты характеризуются как слабоагрессивные. По-видимому, главной причиной слабой агрессивности грунтов здесь является их избыточная влажность. Однако не все типы грунтов в области ММП слабоагрессивны. На Уренгойском НГКМ, расположенном в 100 км восточнее, в области многолетнемерзлых грунтов отмечена более высокая скорость коррозии (до 0,4 мм/год), что доказывает присутствие в криолитозоне грунтов с высокой КАГ.

Обсуждение результатов. Результаты изучения КАГ представлены в таблице, в ней два блока информации: первый блок характеризует глубинную скорость коррозии, а второй — физико-химические свойства грунтов. Предлагаемые данные систематизированы по географическим зонам.

Глубинная скорость коррозии стальных газопроводов в почвах и грунтах изученных зон изменяется от 0,1 до 0,4 мм/год. Высокие скорость коррозии (0,4 мм/год) и КАГ отмечены в грунтах лесостепной и таежной зон. Грунты степной и тундровой зон по этому показателю характеризуются слабой и средней коррозионной агрессивностью.

Более интересные закономерности выявлены в изменении показателей физико-химических свойств грунтов. В таблице наглядно показано, что все показатели физико-химических свойств грунтов резко изменяются при переходе от степной зоны к таежной. Так, влажность увеличивается в 2,5 раза, концентрация ионов и рН уменьшается в 2 раза,

Скорость коррозии и физико-химические характеристики грунтов

ы

Номер скважины Глубина коррозии, мм/скорость коррозии, мм/год Название грунта Влажность, % Миллиграмм-эквивалент на 100 г рН Удельное электрическое сопротивление, Ом • м Окислительно-восстанови- тельный потенциал, В Показатель Кларка, гН2 Агрессивность сред по скорости коррозии

№ + К Са м§ С1 304 НС03

Газовое месторождение Медвежье

1-12 2,0/0,06 Супесь 24 0,017 0,13 0,05 0,031 0,12 0,049 5,4 6 0,282 20,3 слабая

2-16 1,0/0,03 Суглинок 54 0,038 0,177 0,09 0,085 0,13 0,079 6,4 10 0,236 20,8 слабая

2—16а 1,0/0,03 Песок 20 0,013 0,065 0,026 0,023 0,04 0,032 5,1 12 0,311 20,8 слабая

1-45 1,0/0,03 Торф 75 не определено 3,8 н.о. 0,371 20,0 слабая

1-51 2,5/0,08 Суглинок оторфо-ванный 25 0,035 0,191 0,096 0,096 0,15 0,084 4,6 2 0,333 20,5 средняя

Пунгинская СПХГ

249 1,5/0,04 Супесь пыпеватая 37 0,03 0,15 0,01 0,03 0 0,16 5,4 4 0,487 28,19 слабая

527 2,0/0,05 Глина легкая 48 0,1 0,29 0,02 0,08 0,1 0,2 5,1 5 0,506 32,26 слабая

5166 2,0/0,05 Торф 175 0,07 0,39 0,01 0,06 0,1 0,3 3,9 2 0,290 18,15 слабая

2356 2,0/0,05 Суглинок тяжелый 22 0,07 0,34 0,01 0,04 0,1 0,28 4,7 5 0,301 20,25 слабая

515 0,3/0,01 Глина легкая 81 0,08 0,25 0,03 0,04 0,1 0,28 5,4 7 0,244 21,17 слабая

523 0,6/0,03 Супесь 40 0,05 0,09 0,01 0,02 0,03 0,09 4,2 4 0,514 25,5 слабая

526 9,0/0,4 свищ Супесь 20 0,05 0,14 0,01 0,04 0,05 0,11 4,4 6 0,506 25,0 высокая

Елшанская, Песчано-Уметская, Степновская СПХГ

К-15-К18 1,5/0,07 Суглинок 21 0,2 0,59 0,17 0,01 0,14 0,72 8,0 22 0,428 30,1 слабая

422 1,5/0,2 Суглинок 30 0,22 0,23 0,09 0,01 0,2 0,34 8,0 81 0,279 25,9 средняя

467бис 2,0/0,4 Суглинок 16 0,16 0,51 0,02 0,01 0,28 0,4 8,0 39 0,558 34,4 высокая

4 2,0/0,11 Суглинок 6 0,17 0,54 0,02 0,01 0,32 0,39 8,2 99 0,433 31,0 средняя

151 1,5/0,1 Суглинок 10 0,14 0,26 0,01 0,01 0,13 0,26 8,4 94 0,510 34,0 средняя

145 2,0/0,08 Суглинок 16 0,26 0,58 0,03 0,01 0,34 0,48 9,0 59 0,313 28,5 слабая

122 2,0/0,1 Суглинок 16 0,22 0,51 0,04 0,01 0,33 0,47 9,6 68 0,381 31,7 средняя

Северо-Ставропольская СПХГ

223 0,7/0,03 Суглинок тяжелый 9,9 1Д 3,17 2,62 0,16 2,17 4,45 8,7 26 0,394 30,5 слабая

235 1,0/0,1 Суглинок тяжелый 8,7 1 3,1 2,28 0,1 2,17 4,1 8,7 29 0,372 29,9 средняя

264 0,2/0,02 Суглинок тяжелый 11,2 0,78 2,6 2,44 0,18 1,32 4,02 9,0 32 368 29,2 слабая

331 0,2/0,01 Суглинок тяжелый 14,4 0,47 2,44 2,03 0,1 1,22 3,61 8,15 40 382 28,7 слабая

Ю

И

0 Н

1

О

о

<

£ о

сп ч

-1

сп О -1

£ е

ю о

£

а удельное электрическое сопротивление снижается в 5—10 раз. Выше отмечено, что в этих двух зонах установлена наиболее высокая скорость глубиной коррозии. Резкое повышение КАГ в лесостепной зоне связано со скачкообразным увеличением влажности грунтов, а в зоне тайги — с резким повышением рН в грунтовых водах. Оба эти фактора, безусловно, связаны с климатом описываемых зон, с зональным поступлением тепла и влаги.

Роль влажности в развитии коррозионных процессов до сих пор исследована недостаточно. Обычно считается, что коррозионная активность грунтов не имеет прямой связи с их влажностью, но при этом отмечается, что незначительная скорость коррозии характерна для сухих и чрезмерно увлажненных грунтов, а максимальная скорость коррозии проявляется при некоторых критических значениях влажности. Поэтому критическую влажность грунтов можно считать важнейшим фактором, предопределяющим КАГ во всех географических зонах.

Коррозия как электрохимический процесс в сухих грунтах происходить не может, а чрезмерная влажность замедляет ее из-за недостаточного притока кислорода к поверхности металла, т.е. вода контролирует аэрацию грунтов и поступление кислорода к поверхности металла. В то же время только в присутствии воды осуществляется вынос продуктов коррозии и не прекращается коррозионный процесс. От влажности зависит электропроводность тонкодисперсных пород, а формирование ионно-солевого состава грунтов, непосредственно влияющего на скорость коррозии металлов, связано с промывным режимом почв и грунтов.

Известно, что степень увлажнения поверхности в каждой географической зоне характеризуется показателем увлажнения поверхности, который определяется из соотношения годовой суммы осадков и величины их годовой испаряемости. Впервые этот показатель встречается в работах В.В. Докучаева и Г.Н. Высоцкого, а позже его теоретическое обоснование дал Н.Н. Иванов [9]. Величина коэффициента увлажнения закономерно изменяется с юга на север от 0,3 в зоне сухих степей до 1,5 в таежной зоне. В лесостепной зоне она приближается к 1,0, что характеризует поверхности с оптимальным соотношением тепла и влаги. Оптимальное соотношение тепла и влаги в лесостепной зоне предопределяет, по-видимому, и ту критическую влажность, при которой наблюдается максимальная скорость глубинной коррозии железа. Следует отметить, что в глинистых грунтах лесостепной зоны степень заполнения пор водой при критической влажности (16%) равна 0,45—0,55, т.е. поры при такой влажности только наполовину заполняются водой, и она до предела насыщается растворенным кислородом, стимулирующим коррозионные процессы.

Из данных таблицы видно, что на границе лесостепной и таежной зон происходит скачкообразное изменение влажности грунтов, концентрации ионов в растворах и величины электрического сопротивления грунтов. Известно [2], что по северной границе лесостепи проходит важный природный рубеж, разделяющий аридные и гумидные климатические условия. Этот климатический рубеж был выявлен еще в начале ХХ в. и проведен по линии Киев—Нижний Новгород—Казань—Екатеринбург и далее к Томску.

Южнее этой границы, в аридных условиях степей, формируется низкая влажность грунтов (8,7—14,4%), а при испарении грунтовых вод вместе с ними поднимаются и легкорастворимые соли Са, хлориды и сульфаты. Эти соли остаются в грунтах и формируют щелочные (рН 8,0—9,6) грунтовые воды сульфатно-кальциевого и хлоридного состава с минерализацией 1—3 г/л. Избыток кальция в этих грунтах нейтрализует действие хлоридов и замедляет коррозионные процессы. Севернее указанного рубежа, в гумидных условиях таежной зоны, превышение количества атмосферных осадков над испаряемостью служит причиной резкого увеличения влажности в грунтах (до 40%) и выноса из почв легкорастворимых солей. Лесная растительность поставляет здесь много органического вещества. Грунтовые воды насыщаются РОВ, одновременно обедняются кислородом, участвующим в процессе разложения находящихся в почве органических остатков, и обогащаются углекислым газом и углекислотой. В поровых растворах значительно увеличивается количество гидрокарбонатных ионов и понижается рН (3,8—4,2), а общая минерализация уменьшается до 0,2—0,5 г/л. Несмотря на низкую минерализацию грунтовых вод, повышенное содержание в них ионов водорода определяет высокую КАГ.

В дополнение к промывному режиму в тундре под действием процессов криогенеза происходит изменение химического состава грунтовых вод — они становятся ультрапресными. При замерзании воды, при температуре —1,9°С из раствора выпадает в осадок карбонат кальция, который при последующем оттаивании льда не полностью возвращается в раствор. В результате формируются ультрапресные кислые грунтовые воды с минерализацией до 0,1 г/л. Грунты в тундровой зоне перенасыщены влагой (до 54%) и обеднены кислородом, что значительно замедляет коррозию. Но высокое содержание ионов водорода (рН до 3,8), гидрокарбонатов и фульвокислот в поровых растворах при хорошей аэрации может обусловить высокую КАГ.

В технической литературе [4] при оценке коррозионной активности грунтов к стальным трубопроводам учитывается только удельное электрическое

сопротивление: до 20 Ом • м грунты имеют высокую, до 50 Ом • м — среднюю и выше 50 Ом • м — низкую коррозионную активность. По этим критериям грунты лесостепной зоны с электрическим сопротивлением от 39 до 99 Ом • м должны иметь низкую агрессивность, а в тундре при сопротивлении 2,0—12 Ом • м — высокую. Установленные автором показатели глубинной скорости коррозии свидетельствуют об обратном: грунты в лесостепной зоне высокоагрессивные, а в тундре — низкоагрессивные. Из этого следует, что без учета влажности грунтов, т.е. только по удельному электрическому сопротивлению, невозможно надежно оценить КАГ. В переувлажненных грунтах, несмотря на высокую электропроводность, вода препятствует доступу кислорода к поверхности металла и коррозионные процессы замедляются.

Приведенные выше факты свидетельствуют о ведущей роли климатических факторов в формировании КАГ и о существенной роли влажности грунтов, которая определяет скорость коррозионных процессов.

Выводы. 1. КАГ определяется влажностью и ионным составом их поровых растворов; количественные и качественные характеристики этих пока-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Акимов Г.В. Теория и методы исследования коррозии металлов. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1945.

2. Берг Л. С. Географические зоны Советского Союза. Т. 1. М.: ОГИЗ, 1947.

3. Быков В.Ф., Афанасьев П.А., Жмудин В.П. и др. Коррозионная ситуация на газопроводах Крайнего Севера // Актуальные проблемы строительства и эксплуатации газовых скважин, промыслового обустройства месторождений и транспорта газа. Тюмень: Недра, 2002.

4. ГОСТ 9.602-89. Сооружения поземные. Общие требования к защите от коррозии.

5. Добровольский В.В. Проблемы геохимии в физической географии. М.: Просвещение, 1984.

6. Ершов Э.Д. Физикохимия и механика мерзлых пород. М.: Изд -во Моск. ун-та, 1986.

7. Крылов Т.В., Степанов O.A., Угрюмов Р.А. Противокоррозионная защита магистральных трубопроводов. СПб.: Недра, 2001.

8. Мерзлотоведение / Под ред. В.А. Кудрявцева. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981.

9. Мильков Ф.Н. Основные проблемы физической географии. М.: Высшая школа, 1967.

10. Негреев В.Ф., Аллахвердиев Г.А. Методы определения коррозионных свойств почв. Баку: Изд-во АН АзССР, 1953.

зателей закономерно изменяются с юга на север в соответствии с географической зональностью.

2. В аридном климате степей при недостатке влаги, в условиях ее интенсивного испарения накопление легкорастворимых солей КАГ обусловлено присутствием хлор-ионов и сульфат-ионов.

3. В гумидном климате таежной зоны в условиях избыточного увлажнения и промывного режима происходит вынос легкорастворимых солей, накопление органического вещества и формирование повышенной концентрации ионов водорода, что определяет высокую КАГ.

4. В сезонно-талых грунтах криолитозоны в результате криогенного метаморфизма формируются ультрапресные, но высокоагрессивные растворы, насыщенные ионами водорода и фульвокислотами; электрохимическая коррозия здесь происходит, как и в талых грунтах, но замедляется из-за высокой влажности грунтов; в мерзлых грунтах коррозионные процессы прекращаются при переходе неза-мерзшей воды в твердое состояние.

5. Выявленные закономерности формирования ведущих факторов КАГ в различных географических зонах позволят в будущем создать карту коррозионной активности грунтов России.

11. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1966.

12. Полозов А.Е., Абрамов А.П., Санжаровская С.Ф. Коррозия и защита газовых технологических систем в условиях Европейского Севера. М.: ВНИИОЭНГ, 1979.

13. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов (ПБ 03-108-96). СПб., 2001.

14. Притула В.А. Определение корозийности почв. М.: Горно-геолого-нефтяное изд-во, 1934.

15. Притула В.В. Защита от коррозии подземных трубопроводов Канады и Аляски. М.: ВНИИОЭНГ, 1975.

16. Савельев Б.А. Физика, химия и строение природных льдов и мерзлых горных пород. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1971.

17. Томашов Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1959.

18. Улиг Г.Г. Коррозия и борьба с ней. М.: Металлургия, 1968.

19. Францевич И.Н., Хрущева Е.В., Францевич-Заблу-довская Т.Ф. Катодная защита магистральных газопроводов. Киев: Изд-во АН УССР, 1948.

20. Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергене-за. М.: Недра, 1978.

Поступила в редакцию 15.12. 2008

M.A. Velikotsky

CORROSIVE ACTIVITY OF GROUNDS IN DIFFERENT NATURAL ZONES

Underground corrosion of metals is the main cause of gas and oil pipelines leaking which leads to enormous material losses and terribly affects the environment. No reliable forecast of corrosive activity of grounds within the cryolithozone is available by now. High corrosive activity of grounds within steppe, forest and tundra zones was proved basing on the analysis of the rate of in-depth corrosion of metals and physical and chemical properties of the grounds. The principal factor providing for electrochemical corrosion was identified for each geographical zone.

Key words: corrosion of metals, underground conditions, climate, grounds, gas and oil pipelines, cryolithozone.