Волновая природа бугорковой коррозии в стальных и чугунных трубах систем водоснабжения

гидравлика. инженерная гидрология. гидротехническое строительство.

УДК 628.144+620.193 DOI: 10.22227/1997-0935.2018.3.385-399

ВОЛНОВАЯ ПРИРОДА БУГОРКОВОЙ КОРРОЗИИ В СТАЛЬНЫХ И ЧУГУННЫХ ТРУБАХ СИСТЕМ

ВОДОСНАБЖЕНИЯ

В.А. Чухин, А.П. Андрианов

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ),

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Предмет исследования: статья посвящена изучению процессов коррозии в трубопроводах систем водоснабжения. Проведены исследования начального роста и пространственной ориентации коррозионных бугристых отложений в стальных трубах без цинкового покрытия. Проведен анализ условий и механизма формирования коррозионных бугорков, образующихся в водопроводных трубах. Исследовано влияние скорости движения воды на образование, рост и пространственное распределение бугристых отложений на внутренней поверхности труб. Цели: изучение механизма коррозии металлических труб в системах водоснабжения, разработка и экспериментальная проверка гипотезы формирования бугристых коррозионных отложений в трубопроводах. Материалы и методы: проанализированы литературные данные о морфологии и составе бугристых коррозионных отложений. Проведено экспериментальное изучение начальной стадии коррозии стальных труб в статических и динамических условиях. Анализ формы и состава коррозионных отложений на поверхности металла выполнен с помощью сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Проведено измерение скорости коррозии стальной неоцинкованной трубы в холодной водопроводной воде. Результаты: изучение коррозионного осадка показывает, что на его формирование и свойства существенное влияние оказывает скорость потока воды. В статическом режиме наблюдается равномерное распределение анодных и катодных участков, покрытых рыхлым осадком, по всей площади образца. В динамическом режиме поверхность образца частично или полностью освобождается от осадка, а скорость коррозии увеличивается. Процесс коррозии идет с кислородной и водородной деполяризацией, причем вклад водородной деполяризации значителен. Над анодными участками происходит формирование плотного слоя с образованием магнетита при катодном восстановлении гид-роксидов железа. Скорость коррозии постепенно снижается со временем, наличие осадка на поверхности металла замедляет коррозию.

Выводы: проведенные исследования показали, что при наличии движения воды происходит формирование более крупных анодных и катодных участков на образцах неоцинкованной стальной трубы, которые в процессе дальнейшей коррозии превращаются в бугорки. Экспериментально зафиксировано формирование двух структурных элементов будущих бугристых отложений. Скорость движения воды является фактором, наряду с электрохимическими процессами, формирующими пространственное расположение и рост бугорков на внутренней поверхности трубы.

КЛЮчЕВыЕ СЛОВА: водоснабжение, кислородная и водородная деполяризация, коррозия, коррозионные отложения, идентификация коррозии, питтинг, скорость коррозии, стальные трубопроводы, электронная микроскопия, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Чухин В.А., Андрианов А.П. Волновая природа бугорковой коррозии в стальных и чугунных трубах систем водоснабжения // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 3 (114). С. 385-399. до

№

THE WAVE NATURE OF TUBERCLE CORROSION IN STEEL s

AND CAST IRON PIPES OF WATER SUPPLY SYSTEMS s

r

V.A. Chukhin, A.P. Andrianov y

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU),

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation M

1

Subject: the article is devoted to the study of corrosion processes in the water supply pipeline network. Initial growth and Ы spatial orientation of corrosive tubercle deposits in non-coated steel pipes were studied. Experimental data are presented до and an analysis of conditions and mechanism of formation of corrosive tubercles in water pipes is carried out. An assumption is made about the effect of flow velocity on the formation, growth and spatial distribution of tubercle deposits on the inner surface of the pipe. С

Research objectives: study of the mechanism of metal pipes corrosion in the water supply systems; development and S experimental verification of the hypothesis of formation of tubercle corrosion deposits in pipelines.

Materials and methods: the literature data on morphology and composition of tubercle corrosion deposits is analyzed. An experimental study of the initial stage of steel pipe corrosion under static and dynamic conditions has been carried out. Shape and composition of corrosion deposits on the metal surface were analyzed with the help of scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The rate of corrosion in a steel non-coated pipe in cold tap water was measured.

© В.А. Чухин, А.П. Андрианов

385

Results: the study of corrosion sediment shows that its formation and properties are significantly influenced by water flow rate. In the static regime, a uniform distribution of the anode and cathode areas, covered with loose sediment, is observed over the entire area of the sample. In the dynamic mode, the sediment is partially or completely removed from sample surface and the corrosion rate increases. The corrosion process proceeds with oxygen and hydrogen depolarization and contribution of hydrogen depolarization is significant. Over the anodic sections, a dense layer forms with magnetite formation during the cathodic reduction of iron hydroxides. The corrosion rate gradually decreases with time. The presence of sediment on the metal surface slows down the corrosion rate.

Conclusions: the conducted studies showed that in the presence of water movement, larger anode and cathode areas are formed on non-galvanized steel pipe samples. These areas, in the course of further corrosion, are transformed into tubercles. Formation of two structural elements of future tubercle deposits was experimentally verified. Water flow velocity, along with the electrochemical processes, is a factor that directly influences the tubercle spatial arrangement and growth on the inner surface of the pipe.

KEY WORDS: water supply, oxygen and hydrogen depolarization, corrosion, corrosion deposits, corrosion identification, pitting, corrosion rate, steel pipelines, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy

FOR CITATION: Chukhin V.A., Andrianov A.P. Volnovaya priroda bugorkovoy korrozii v stal'nykh i chugunnykh trubakh sistem vodosnabzheniya [The wave nature of tubercle corrosion in steel and cast iron pipes of water supply systems]. Vestnik MGSU [Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering]. 2018, vol. 13, issue 3 (114), pp. 385-399.

ВВЕДЕНИЕ

Коррозия металлических трубопроводов наружных и внутренних систем водоснабжения — распространенное явление, которое приводит к убыткам для эксплуатирующих компаний и негативно отражается на качестве воды. Для лучшего понимания процессов, происходящих при внутренней коррозии трубопроводов, и научного обоснования методик контроля и прогнозирования этих процессов необходимо всестороннее изучение механизма образования коррозионных отложений. В настоящей работе основное внимание уделено влиянию скорости движения воды на образование, рост и пространственное распределение бугристых отложений на внутренней поверхности труб.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

т- В литературе, посвященной коррозии стальных и чугунных труб в системах водоснабжения [1-14], РО сложилось единое представление о морфологии ^ и составе коррозионных отложений, имеющих, как ^ правило, форму бугорков и отличающихся характер— ными структурными элементами: тонким поверх-Ю ностным слоем и плотной оболочкой, покрывающей РО рыхлое ядро [14-16].

Однако информация о формировании и росте Ц бугорков практически отсутствует. Наиболее пол-Н ное описание образования и роста бугорков имеет-^ ся в работе [14]. Авторы схематически представили процессы, происходящие при коррозии стальных 2 и чугунных труб. Модель коррозионных процес-¥ сов в аэробных и анаэробных условиях показана Ц на рис. 1, где отмечены все основные структурные ¡^ элементы и вероятные траектории движения ионов Ф железа и окислителей, которые являются основны ми первичными продуктами коррозии.

Основные положения предложенной модели заключаются в следующем: рост бугорка является результатом коррозии, которая сопровождается сочетанием осаждения и окисления продуктов коррозии. По мере увеличения толщины осадка окислителю становится все труднее диффундировать к границе «металл—вода». В течение этого промежуточного этапа начинают формироваться различные конструктивные элементы коррозионного осадка. Плотный слой (оболочка) развивается в позиции, определяемой глубиной проникновения окислителя в отложения. По мере роста бугорков они охватывают все большую площадь и в конечном итоге могут слиться с другими бугорками, тем самым покрывая всю внутреннюю поверхность трубы и препятствуя проникновению окислителя к металлической поверхности трубы.

При непрерывной коррозии бугорки растут изнутри осадка. Железо (II), выделившееся на аноде, не окисляется сразу, а создает градиент окисленного железа над анодом, начиная от Fe (II) у стенки трубы до Fe (III) в виде твердых веществ на границе «осадок—вода» (рис. 1). Поскольку скорость окисления Fe (II) может определить тип твердой фазы, разные фазы (гидр)оксидов железа образуются на различных глубинах внутри коррозионного осадка. Ионы Fe (II), диффундирующие к границе «осадок—вода», не подвергаются воздействию высоких концентраций окислителей в толще осадка, и соединения гидроокиси железа (слабо кристаллические или аморфные) формируются на верхней поверхности слоя осадка. Внутри осадка ожидается замедление скорости окисления железа (II) и возможно образование фаз гетита, магнетита и «зеленой ржавчины» (комплексное соединение гидроксидов Fe (II) и Fe (III) с включением хлоридов или карбонатов). В этих условиях происходит формирование скорлу-пообразной оболочки, которая представляет собой

0,в,в,0 — отложения Fe(lll) или Fe(ll)-Fe(ill) О — отложения Fe(Il) — отложения Fe(ll), адсорбированные на поверхности Fe(II)-Fe(III) © — отложения Fe(HI); восстанонленные внутри осадка a б

Рис. 1. Схематическое представление процесса коррозии и путей движения ионов железа от (A) до (F) через коррозионный осадок: а — в аэробных; б — анаэробных условиях [14]

смесь гетита и магнетита, завершая полную структуру бугорка. Путем последовательных переломов в плотном слое могут образоваться несколько слоев оболочки [17]. Одной из возможных причин появления трещин являются колебания температуры, что может вызывать расширение и сжатие осадка. Кроме того, при продолжении коррозии под осадком увеличение объема продуктов коррозии в ядре бугорка может создать силу, способную сломать оболочку.

На наш взгляд, в предложенной модели отсутствует описание конкретного механизма образования бугорков и формирования плотного слоя. Скорее всего, это связано с тем, что из рассмотрения процесса коррозии полностью исключены свойства самой воды, ее рассматривают не как действующий фактор, а как элемент среды, в которой происходит коррозия.

В статье [18] нами было высказано предположение о влиянии движения воды на формирование бугорков. При этом их активный рост начинается с момента, когда концентрация кислорода под слоем первичных отложений снижается до значений менее 1 мг/л и образование плотного слоя происходит при катодном восстановлении рыхлого осадка у-РеООН до магнетита Ре3О4 [19]. Восстановительная транс-

формация лепидокрокита в магнетит обеспечивает постоянную толщину плотного слоя в процессе роста бугорков.

Коррозионные процессы под бугорком проходят в анаэробных условиях с водородной деполяризацией, выделением газообразного водорода и образованием газовых пузырьков, а также с увеличением концентрации гидроксидов железа в тонком слое воды, прилегающем к металлу. Пузырьки газа создают давление на вышележащие слои, образующие ядро, вызывая их деформацию, перемещение в верхние слои и рост бугорка. Увеличение размеров бугорка по площади также происходит вследствие действия расклинивающего давления пузырьков газа на прилегающие области осадка. При достижении пересыщения раствора гидрокси-да железа, заполняющего полость после удаления пузырька, в ней происходит массовая кристаллизация с образованием сферолитовой корки, состоящей прежде всего из гетита и лепидокрокита. Этот осадок формирует слоистую подошву бугорка. Движение пузырьков в структуре осадка происходит в направлении к центру трубы под действием разности давлений воды в центре трубы и у ее стенки, возникающее только при наличии движения жидкости. Транспорт гидроксидов железа к поверхно-

00

Ф О т X

S

*

о

У

Т

0 2

1

W

В

г

3 У

о *

сти бугорка осуществляется пузырьками водорода через поры в пределах ядра бугорка, что намного превышает возможности для отвода железа из зоны реакции за счет молекулярной диффузии. По образованным каналам к металлу поступает вода из поверхностного слоя. При этом бугорки растут равномерно по всему внутреннему периметру трубы [18].

Выше было приведено описание двух моделей роста сформировавшихся бугорков. Однако, несмотря на многочисленные работы, отсутствует объяснение зарождения бугорков и их пространственного распределения по внутренней поверхности трубы. Как правило, принято объяснять локализацию коррозионных очагов свойствами металла, наличием неоднородного состава, которое при коррозии проявляется в виде образования электрохимических коррозионных элементов, и соответственно, анодных (зон разрушения металла) и катодных (зон восстановления деполяризаторов) участков. Появление бугорков в трубах является косвенным показателем скорости коррозии.

Наряду с примерами, когда трубы находятся в эксплуатации по 70-90 лет [7, 21], имеется много примеров, когда они служат не более 2-5 лет [22, 23]. При этом сходные проблемы с коррозией трубопроводов наблюдаются не только в системах водоснабжения, но и при транспортировке нефти, газа и в системах отопления. Автор работы [23], обобщающей результаты диагностики трубопроводов для транспортировки технологических газов, приводят пример, когда скорость коррозии отдельных участков по длине трубопровода превышает среднюю скорость коррозии на два порядка. При средней скорости коррозии 0,03 мм/год наблюдались сквозные поражения стенки газопровода толщиной 6.. .8 мм за 10-15 лет (скорость коррозии 0,8 мм/год). Коррозия обследованных газопроводов, в основном — доменного газа, происходила с вну-

тренней стороны стенок. Доменный газ содержит влагу, значительное количество оксида и диоксида углерода и не содержит кислорода, т.е. коррозия внутренней поверхности протекает по электрохимическому механизму с водородной деполяризацией. Значительная разница в скоростях коррозии на отдельных участках не могла быть объяснена влиянием различий в химическом составе металла, так как на отдельных листах, из которых состоит стенка газопровода, наблюдались участки значительного коррозионного износа на фоне неповрежденного металла. Поэтому автор делает вывод, что коррозионные процессы развиваются под влиянием напряжений, неравномерных по длине трубопровода.

При изучении последствий коррозии и ее влияния на качество воды в системе водоснабжения г. Москвы нами были исследованы образцы стальных и чугунных труб, внутренняя поверхность которых была покрыта бугорками [20]. На рис. 2, а показаны бугорки, прочно прикрепленные к внутренней поверхности стальной трубы (возраст трубы 43 года), а на рис. 2, б — чугунной трубы (возраст трубы 36 лет). Исходя из срока эксплуатации, скорость коррозии для обследованных образцов составила 0,014.0,064 мм/год. На указанных фотографиях прослеживается определенная закономерность в распределении бугорков на внутренней поверхности трубы, что и послужило причиной проведения настоящих исследований. Аналогичное на первый взгляд хаотичное распределение можно наблюдать на поверхности воды при образовании волн, а также при образовании барханов в пустыне [24, 25].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В большинстве работ, посвященных коррозии, авторы изучают образцы труб, извлеченных из действующей системы водоснабжения [7, 22].

<0

о >

с

10

<0

2 о

I*

о

X 5 X н

о ф

10

Рис.

2. Внешний вид отложений на поверхности труб: а — сталь, диаметр Ду = 900 мм, год укладки 1969; б — чугун

с подвижным осадком в лотковой части трубы, диаметр Ду = 600 мм, год укладки 1976

б

а

Недостаток таких работ заключается в отсутствии возможности визуального наблюдения за процессом коррозии. Учитывая, что срок эксплуатации стальных и чугунных труб измеряется десятками лет, невозможно проследить за всеми процессами, протекающими в одной и той же системе. Кроме того, со временем изменяются показатели качества воды. Тем не менее в процессе накопления совокупных данных появляется возможность их обобщения и анализа, в результате которых разрабатывается общая теория коррозии.

В настоящей статье мы предлагаем для обсуждения модель роста бугорков, начиная от их зарождения. В основе гипотезы лежит предположение, что не только рост, но и формирование основания бугорков происходит при значительном влиянии скорости движения воды в трубах. Для определения локализации бугорков на внутренней поверхности труб и скорости коррозии были использованы два образца, вырезанные из новой стальной водопроводной трубы без покрытия, диаметром 25 мм и толщиной стенки 2,8 мм, материал трубы — сталь Ст3.

Исследования проведены при трех режимах коррозии: один — в статических условиях и два — в динамических. В статическом режиме образец погружали в емкость с неподвижной водопроводной водой на различные периоды времени. В динамическом режиме в емкость с образцом падала струя воды с высоты 45 см, причем в первом случае сбоку от образца, а во втором случае — над центром образца (рис. 3). В ходе эксперимента осуществлялась последовательная смена режимов при многократном повторении опытов.

Качество воды в период проведения экспериментов было следующим: рН = 7,9...8,1, t = = 14.16 °С, Щ = 2,5 мг-экв./л, Ж = 2,7 мг-экв./л,

' ' ' ' общ ' '

Са2+ = 1,84 мг-экв/л, общее солесодержание 210 мг/л, концентрация кислорода в неподвижной воде 6.6,5 мг/л, в емкости с падающей струей воды — 11.12 мгО./л; индекс стабильности Лан-

желье составил 0,09.0,11, т.е. вода является слабоагрессивной. Площадь образца № 1 ^ = 60 см2, площадь образца № 2 S2 = 64 см2, плотность железа D = 7,874 г/см3. Формула для расчета скорости коррозии на единицу площади, г/м2ч, имеет вид

K, =

M

ST

•104

где М = М1 - М2 — масса образца, потерянная в течение опыта (масса удаленной при коррозии стали), г; М1, М2 — масса образца в начале и конце опыта соответственно, г; S — площадь образца, см2; Т — время экспозиции, ч.

Контроль состояния поверхности образцов осуществляли как визуально, так и с помощью приборов. Оценка минерального состава и морфологии осадка проводилась с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии в комбинации со сканирующей электронной микроскопии на Quanta 250 FEI. Цветные фотографии осадка на трубах выполнены с использованием стереоскопического микроскопа МБС-10. Определение концентрации кислорода в воде производили оксиметром WTW Oxi 3310.

результаты исследования

Оценка влияния движения воды на скорость коррозии индикаторных образцов. Фотографии контрольных образцов показаны на рис. 4, а данные по скорости коррозии приведены в табл. 1 и 2.

Данные табл. 1 и 2 показывают, что происходит снижение скорости коррозии как образца № 1, так и образца № 2. Следует отметить, что смена гидравлического режима приводит к кратковременному возрастанию скорости коррозии образца № 1 (опыты 1.0, 2.0, 3.0, 3.3, 2.5, 1.2), которая затем снова снижается до средних значений. Особенно резкое снижение скорости коррозии произошло в опыте 3.4. При визуальном осмотре образца было

00

Ф О т X

S

*

о

У

Т

0 2

1

В

г

3

у

о *

a б в

Рис. 3. Схема проведения эксперимента: а — в статических; б, в — динамических условиях

а б

Рис. 4. Внешний вид образцов: а — образец № 1, струя воды падала над центром образца (опыт 3.2), суммарное время экспозиции 24 сут; б — образец № 1, струя воды падала сбоку от образца (опыт 2.3), суммарное время экспозиции 35 сут

Табл. 1. Определение скорости коррозии образца № 1 стальной водопроводной трубы в водопроводной воде

Время начала опыта Время окончания опыта Время экспозиции образца Т, ч (общее время экспозиции, сут) Масса образца в начале опыта М, г Масса образца в конце опыта М2, г Масса образца, потерянная в течение опыта М, г Скорость коррозии К,,, г/м2ч Условное обозначение опыта*

03.10.16 13-00 06.10.16 14-15 74 (3) 54,833 54,767 0,066 0,149 1.0

06.10.16 14-20 17.10.16 12-30 262 (14) 54,767 54,644 0,123 0,078 1.1

17.10.16 12-50 18.10.16 11-40 23 (15) 54,644 54,590 0,054 0,391 2.0

18.10.16 12-20 24.10.16 11-50 144 (21) 54,590 54,462 0,128 0,148 2.1

24.10.16 12-55 27.10.16 12-00 71 (24) 54,462 54,396 0,066 0,155 3.0

27.10.16 12-15 31.10.16 11-15 95 (28) 54,396 54,317 0,079 0,139 3.1

31.10.16 14-40 01.11.16 14-40 24 (29) 54,317 54,299 0,018 0,118 3.2

01.11.16 14-40 03.11.16 11-30 45 (31) 54,299 54,269 0,030 0,111 2.2

03.11.16 11-30 07.11.16 12-05 96 (35) 54,269 54,175 0,094 0,163 2.3

07.11.16 12-05 14.11.16 12-45 167 (42) 54,175 54,074 0,101 0,100 2.0

14.11.16 12-45 15.11.16 12-50 24 (43) 54,074 54,049 0,025 0,174 3.3

15.11.16 12-50 28.11.16 16-00 145 (56) 54,049 54,036 0,013 0,015 3.0

28.11.16 16-00 01.12.16 11-20 91 (59) 54,036 53,999 0,037 0,068 2.5

01.12.16 12-00 05.12.16 11-35 96 (63) 53,999 53,946 0,053 0,092 1.2

*

5 X Н

О ф

*Условия проведения опыта: 1 — статический режим; 2 — струя воды падает в емкость сбоку от образца; 3 — струя воды падает над центром образца.

Табл. 2. Определение скорости коррозии образца № 2 в водопроводной воде

Время начала опыта Время окончания опыта Время экспозиции образца Т, ч (общее время экспозиции, сут) Масса образца в начале опыта М1, г Масса образца в конце опыта М2, г Масса образца, потерянная в течение опыта М, г Скорость коррозии Ks, г/м2ч Условное обозначение опыта

01.11.16 14-40 03.11.16 11-30 45 (2) 56,854 56,818 0,036 0,133 1.0

03.11.16 11-30 07.11.16 13-30 94 (6) 56,818 56,786 0,032 0,055 1.1

07.11.16 13-30 14.11.16 11-45 166 (13) 56,786 56,734 0,052 0,052 1.2

14.11.16 11-45 21.11.16 12-05 168 (20) 56,734 56,692 0,042 0,042 1.3

21.11.16 15-20 28.11.16 11-05 164 (27) 56,692 56,657 0,035 0,034 1.4

28.11.16 13-30 01.12.16 12-25 95 (30) 56,657 56,637 0,020 0,034 1.5

01.12.16 12-25 06.12.16 11-30 120 (36) 56,637 56,655 +0,018 — 3.0

видно, что на поверхности, в местах, удаленных от падающей струи, появились бугорки. Таким образом, снижение скорости коррозии можно рассматривать как взаимодействие двух процессов, протекающих одновременно: коррозии и осадкообразования.

Результаты эксперимента показали, что в случае отсутствия движения воды (см. рис. 3, а) в емкости образуется рыхлый осадок гидроксида железа по всему объему. Осадок с поверхности образца легко смывается струей воды из крана. Распределение анодных и катодных участков равномерное по всей площади образца, при этом размеры этих участков не превышают 1.2 мм2 (рис. 5). Скорость коррозии, определяемая по изменению веса образца № 1, составила 0,149.0,078 г/м2ч (за первые 14 сут). Как видно из табл. 1, скорость коррозии снизилась в два раза при увеличении времени нахождения образца

под слоем рыхлого осадка, что можно объяснить снижением скорости диффузии кислорода к поверхности образца через слой осадка. Следует отметить, что для второго образца в эксперименте с неподвижной водой (табл. 2, опыт 1.5) скорость коррозии снизилась с 0,133 до 0,034 г/м2ч за 30 сут, а также произошло увеличение кислотности с 8,10 до 8,52 и снижение щелочности с 2,5 до 1,8 мг-экв./л, что является свидетельством образования на поверхности металла осадка, содержащего сидерит FeCO3.

При режиме с боковой подачей воды в емкость образец покрылся слоем осадка примерно через 24 ч. При этом осадок имеет более прочное сцепление с поверхностью и удаляется только при механическом воздействии с помощью губки. Площадь отдельных анодных и катодных участков составляет не более 0,5 см2, при приблизительном равенстве

б

Рис. 5. Фотографии поверхности образца № 2, помещенного в емкость с неподвижной водой через 14 сут экспозиции, табл. 2 (14.11.16): а — без увеличения; б — кратность увеличения 16 раз

а

общей площади (см. рис. 4, а). Катодные участки свободны от осадка, анодные — перекрыты осадком гидр(оксидов) железа. Скорость коррозии имела максимальное значение 0,391 г/м2ч через 15 сут (при смене режима от первого ко второму) и снизилась до 0,100 г/м2ч через 42 дня. Процесс коррозии идет с кислородной и водородной деполяризацией, причем вклад водородной деполяризации значителен. На рис. 6 и 7 показано состояние поверхности образца, соответствующего условиям проведения опытов в режиме 2. Следует отметить, что в зоне катодных участков имеется много полусферических углублений, имеющих блестящую поверхность, что характерно для процесса электрополирования металлов при изотропном растворении. Этот факт свидетельствует о перемещении анодных и катодных участков по поверхности трубы при смене режимов.

При изотропном растворении удаление металла с поверхности происходит с одинаковой скоростью по всем кристаллографическим направлениям [26].

При подаче струи воды в емкость над центром образца (см. рис. 3, б) образования рыхлого осадка не наблюдалось за все время экспозиции. Скорость коррозии составила 0,139.0,118 г/м2ч. Процесс коррозии протекает с кислородной деполяризацией. На рис. 8 и 9 представлены фотографии, соответствующие условиям проведения опытов в режиме 3.

Из табл. 1 следует, что при смене гидравлического режима (опыт 2) скорость коррозии выросла по сравнению с предыдущим режимом более чем в два раза. Это произошло за счет растворения первично образованного осадка, что становится заметным при сравнении поверхностей двух образцов на рис. 4, а, и 4, б. Фотография на рис. 4, а сделана после 24 сут экспозиции образца, в то время как более свободная от осадка поверхность образца на рис. 4, б сфотографирована через 35 сут. Таким образом, можно сделать вывод, что изменение гидродинамических условий привело к увеличению площади анодных и катодных участков по отношению к ста-

Рис. 8. Анодные (1) и катодные (2) участки на внутренней поверхности образца № 1, показанного на рис. 4, б, после механического удаления рыхлых продуктов коррозии (опыт 3.1), время экспозиции 28 сут: а — увеличение в 16 раз; б — увеличение в 300 раз

аб

Рис. 9. Микрофотография поверхности индикаторного образца № 1 с осадком: а — анодный участок; б — анодный участок перекрытый слоем осадка, формирующим будущий бугорок

00

Ф О т X

5

*

тическим условиям и к значительному увеличению скорости коррозии.

Второй образец находился в неподвижной воде 35 сут. За это время скорость коррозии снизилась с 0,133 до 0,034 г/м2ч. Так как гидравлический режим не менялся, то отсутствует увеличение скорости коррозии после извлечения образца для проведения промежуточных измерений потери веса (табл. 2). На рис. 11 приведены микрофотографии поверхности образца после 27 сут экспозиции.

Анализ формы и состава коррозионных отложений на поверхности металла. Первичная коррозия в новых трубах, как правило, сопровождается

образованием легких частиц гидрата окиси железа Fe(OH)3, часть которых выделяется в воду, а другая часть образует рыхлый и частично твердый осадок, который прикрепляется к поверхности металла за счет адгезии или электростатических сил. При этом продукты коррозии визуально равномерно покрывают всю поверхность металла и невозможно определить, в каких местах при дальнейшей эксплуатации образуются бугорки. Продукты коррозии защищают поверхность металла, снижая скорость диффузии кислорода.

На рис. 8 приведены фотографии анодных и катодных участков, образовавшихся при воздей-

О У

Т

0 2

1

в

г

3

у

о *

ствии потока воды на центральную часть образца. В табл. 3 приведен химический состав, соответствующий анодным и катодным участкам для различного времени экспозиции, определенный с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. На катоде (на участках, наиболее доступных для кислорода) это преимущественно железо, в то время как на аноде осадок имеет сложный состав и может интерпретироваться как смесь сидерита (ЕеС03) с незначительным количеством гидрокси-дов алюминия, кальция и цинка (опыт 3.1).

Влияние карбоната железа на образование защитной пленки на поверхности труб было отмечено в работе [11], так как он выпадает значительно раньше, чем карбонат кальция или кальцит. Таким образом, наиболее вероятным является появление на поверхности анодных участков карбоната железа, сидерита, который обладает кристаллической совместимостью с железом [27].

Состав осадка на анодных участках, определенный в разное время в ходе эксперимента, показывает, что с увеличением времени экспозиции образца содержание сидерита в осадке снижается, а содержание оксидов железа возрастает (табл. 3). На наш взгляд, при этом над анодом происходит формирование плотного слоя с образованием магнетита при катодном восстановлении гидроксидов железа. Однако через 56 сут содержание оксидов железа снова снизилось, при этом в осадке возросло содержание оксидов алюминия, кремния, цинка и карбоната кальция, что более характерно для поверхностного слоя бугорка. Одним из признаков поверхностного слоя также является рыхлая рентгеноаморфная структура, что видно из рис. 10, б. Таким образом, за время эксперимента произошло образование двух из трех структурных элементов бугорка. Однако для

образования ядра бугорка требуется более продолжительный период времени.

На рис. 11 приведены фотографии второго образца после 27 сут экспозиции в неподвижной воде. Более длительный период нахождения второго образца в статических условиях (чем у первого образца) не привел к видимым изменениям распределения анодных и катодных участков на поверхности (см. рис. 5).

Гидродинамическая модель формирования бугорков. При движении воды в трубе на границе раздела сред «вода-металл» за счет сил трения возникают волны, которые вызывают перемещение частичек воды как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости по направлению движения воды. При небольшой скорости движения воды эти частицы описывают окружности, а при высоких скоростях — эллипсы [24]. Доказательство существования вертикальной составляющей турбулентного потока наиболее наглядно проявляется в случае перемещения потоком воды взвешенных частиц, например, в устройствах гидротранспорта.

Известно, что основной причиной появления подъемной силы является наличие в турбулентном потоке вертикальной составляющей скорости, возникающей при вихревом движении жидкости вокруг тела, обтекаемого потоком. Подъем частиц с поверхности труб вызывается превышением подъемной силы над весом частиц в воде. Причем вероятность такого превышения подъемной силы и высота подъема частиц возрастают при уменьшении размера частиц и увеличении средней скорости движения потока. Так как между высотой скачка, вызванной вертикальной составляющей скорости, и его длиной, обусловленной продольной составляющей, существует прямая корреляционная связь,

^ Табл. 3. Состав отложений (массовая доля Ш, % / атомное количество Л, %) в различных участках электрохимического коррозионного элемента

<0 Участок Химический элемент

образца С О Ее А1 Si К Са Zn

Образец № 1, Т = 28 сут, опыт 3.1, рис. 9, а

Катод — — 100,0 / 100,0 — — — — —

Анод 6,86 / 15,51 31,27 / 53,07 53,37 / 25,95 0,47 / 0,47 1,41 / 1,37 — 3,36 / 2,28 3,26 / 1,35

Образец № 1, Т = 42 сут, опыт 2.4, рис. 6

Катод 1,51 / 6,64 — 97,69 / 92,26 — 0,29 / 0,55 0,10 / 0,13 — 0,24 / 0,20

Анод 8,41 / 19,89 25,74 / 45,71 62,86 / 31,97 — 1,04 / 1,05 — 1,95 / 1,38 —

Образец № 1, Т = 56 сут, опыт 3.4, рис. 10

Катод — 5,67 / 17,47 88,87 / 78,41 — — — — 5,46 / 4,12

Анод 4,80 / 11,49 28,46 / 51,11 48,35 / 24,88 0,83 / 0,88 1,46 / 1,49 — 11,10 / 7,96 4,29 / 2,19

Образец № 2, Т = 27 сут, опыт 1.4, табл. 2, рис. 11

Катод — 2,54 / 8,33 97,46 / 91,67 — — — — —

Анод 6,64 / 18,42 17,38 / 36,22 75,98 / 45,36 — — — — —

Л

Ю

<0

2 о

н *

О

X 5 X Н

О ф

Примечание: В соединении ЕеС03 массовая доля элементов, %: Ее — 48,2; О — 41,4; С — 10,4; атомное количество, %: Ее — 20; О — 60; С — 20

аб Рис. 10. Микрофотографии поверхности образца № 1, опыт 3.4: а — катодный участок; б — анодный участок

00

Ф О т X

5

*

Рис. 11. Микрофотографии образца № 2, опыт 1.4: а — катод; б — анод

то скачки на большую высоту чаще будут иметь и большую длину [28].

Падение струи на поверхность воды является имитацией гидравлического удара, в результате чего появляются волны, которые распространяются в емкости как по поверхности в горизонтальной плоскости, так и в глубину, в вертикальной плоскости. Влияние волнового движения проявляется следующим образом: в случае бокового падения струи в емкость с образцом турбулентные пульсации имеют небольшую энергию и не способны удалить все

продукты коррозии с поверхности образца в течение всего опыта, поэтому через некоторое время образец покрывается рыхлым осадком.

При падении струи над центром образца коррозия идет без образования рыхлого осадка и без видимого увеличения поверхности, покрытой бугорками. Существуют различия в условиях образования анодных и катодных участков в двух исследованных режимах. В случае, когда вода падает над центром образца, катодные участки локализуются в местах с наибольшей энергией потока, где обеспечивается

О У

Т

0 г

1

в

г 3

у

о *

б

а

СО

X

О >

с

10

«

s о

H >

о

X

s

X H

о ф

постоянный доступ кислорода к поверхности металла. Анодные участки образуются на периферии, где влияние потока снижается. На этих участках происходит выпадение осадка и, соответственно, еще больше растет сопротивление диффузии кислорода.

При падении струи воды в емкость сбоку от образца поступление кислорода к анодным участкам, дополнительно перекрытых слоем рыхлого осадка, снижается до концентрации менее 1 мг/л, как это было сказано в начале статьи, и в этом случае под осадком процесс коррозии продолжается с водородной деполяризацией. Это наиболее характерно для опытов второго режима.

Формирование плотного слоя начинается над анодом с постепенным перекрытием всей его поверхности. При этом анодная зона разрушения металла постоянно перемещается, о чем свидетельствует множество перекрывающих друг друга полусферических углублений на поверхности стали. Перемещение анодных и катодных участков, т.е. их перепассивация, заканчивается тогда, когда плотный слой за счет электростатических сил окончательно не закрепится на поверхности металла. В этом случае вся поверхность плотного слоя начинает выполнять функцию катода. Именно с этого момента становится возможным зарождение и дальнейший рост бугорка. В настоящем эксперименте образование бугорков на образце № 1 началось через 56 сут.

По аналогии с проведенными исследованиями можно предположить, что в водопроводных трубах при турбулентном движении воды на границе раздела вода-металл образуются пульсации скорости (или волны), формирующие бугорки. При этом вертикальная составляющая этих волн, т.е. пик их амплитуды, имеющий максимальную энергию, обеспечивает максимальное поступление кислорода к поверхности металла, таким образом определяя место, где произойдет формирование катодного участка. Анодные участки формируются в местах, где энергии волны недостаточно, чтобы оторвать осадок от поверхности. Соответственно, следующая волна определяет место расположения следующего бугорка. Далее процесс коррозии протекает по модельным представлениям, изложенным выше. Так

как скорость движения воды в трубе с постоянным диаметром меняется в зависимости от расхода, то на внутренней поверхности трубы формируется относительно равномерное распределение бугорков, как это следует из рис. 2. При этом можно сделать следующее предположение: с увеличением диаметра трубы и скорости движения воды расстояние между бугорками будет увеличиваться.

Упоминания о влиянии скорости движения воды на формирование бугорков имеется в работе [29]. Отмечается, что при скорости воды в трубах котельной установки более 2 м/с бугорки принимают продолговатую форму в направлении движения струи. В статье [16], посвященной изучению коррозии металлических свай, расположенных на берегу лимана в зоне действия волн, отмечается, что высота бугорков составила 2.3 мм, в то время как в водопроводных трубах, имеющих большой срок эксплуатации, высота бугорков достигает 20.30 мм. В трубах, показанных на рис. 2, высота бугорков составляла 15.18 мм, а расстояние между бугорками 50.60 мм.

ВЫВОДЫ

Проведенные исследования показали, что при наличии движения воды происходит формирование более крупных анодных и катодных участков на образцах стальных труб без покрытия, которые в процессе дальнейшей коррозии превращаются в бугорки. Сделан вывод, что образование бугорков в трубах является частным случаем проявления волновых процессов в природе. Скорость движения воды является фактором, формирующим пространственное расположение и рост бугорков на внутренней поверхности трубы. Необходимым условием роста бугорков является то, что их основание должно иметь прочное сцепление с металлом трубы. Переменный режим работы водопроводной сети в течение суток с максимальными и минимальными скоростями движения воды, соответствующий ступенчатому режиму водопотребления, способствует образованию защитного слоя при стабильной и слабоагрессивной воде и увеличивает срок службы стальных водопроводных труб.

литература

1. Sarin P. Iron release from corrosion scales in old iron/steel drinking water distribution pipes: thesis for the Doctoral Degree. Chicago, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2002.

2. Pisigan R.A., Singley J.E. Effects of water quality parameters on the corrosion of galvanized steel // Journal American Water Works Association. 1985. Vol. 77 (11). Pp. 76-82.

3. Pisigan R.A., Singley J.E. Influence of buffer capacity, chlorine residual, and flow rate on corrosion of mild steel and copper // Journal of the American Water Works Association. 1987. Vol. 79 (2). Pp. 62-70.

4. Zhang Y., Edwards M. Anticipating effects of water quality changes on iron corrosion and red water // Journal of Water Supply: Research & Technology — AQUA. 2007. Vol. 56 (1). Pp. 55-68.

5. Price S., Jefferson F.T. Corrosion control strategies for changing water supplies in Tucson, Arizona // Journal of the New England Water Works Association. 1997. No. 111 (3). Pp. 285-293.

6. Sarin P., Snoeyink V.L., Bebee J. et al. Physico-chemical characteristics of corrosion scales in old iron pipes // Water Research. 2001. Vol. 35 (12). Pp. 2961-2969.

7. Gerke T.L., Maynard J.B., Schock M.R., Ly-tle D.L. Physiochemical characterization of five iron tubercles from a single drinking water distribution system: possible new insights on their formation and growth // Corrosion Science. 2008. Vol. 50 (7). Pp. 2030-2039.

8. Peng C.Y., Korshin G.V., Valentine R.L. et al. Characterization of elemental and structural composition of corrosion scales and deposits formed in drinking water distribution systems // Water Research. 2010. Vol. 44 (15). Pp. 4570-4580.

9. Sontheimer H., Kolle W., Snoeyink V.L. Sid-erite model of the formation of corrosion-resistant scales // Journal of the American Water Works Association. 1981. Vol. 73 (11). Pp. 572-579.

10. Swietlik J., Raczyk-Stanisiawiak U., Piszo-ra P., Nawrocki J. Corrosion in drinking water pipes: the importance of green rusts // Water Research. 2012. Vol. 46 (1). Pp. 1-10.

11. Sarin P., Snoeyink V.L., Bebee J. et al. Iron release from corroded iron pipes in drinking water distribution systems: effect of dissolved oxygen // Water Research. 2004. Vol. 38 (5). Pp. 1259-1269.

12. Sarin P., Clement J.A., Snoeyink V.L., Kriv-en W.W. Iron release from corroded unlined cast-iron pipe // Journal of the American Water Works Association. 2003. Vol. 95 (11). Pp. 85-96.

13. Larson T.E., SkoldR.V. Corrosion and tuber-culation of cast iron // Journal of the American Water Works Association. 1957. Vol. 49 (10). Pp. 1294-1302.

14. Sarin P., Snoeyink V.L., Lytle D.A., Kriv-en W.M. Iron corrosion scales: model for scale growth, iron release, and coloured water formation // Journal of Environmental Engineering. 2004. Vol. 130 (4). Pp. 365-373.

15. Sarin P., Snoeyink V.L., Bebee J. et al. Physico-chemical characteristics of corrosion scales in old iron pipes // Water Research. 2001. Vol 35. Is. 12. Pp. 2961-2969.

16. Ray R.I., Lee J.S., Little B.J., Gerke T.L. The anatomy of tubercles: A corrosion study in a fresh wa-

ter estuary // Materials and Corrosion. 2010. Vol. 61. No. 12. Pp. 993-999.

17. Herro H.M., Port R.D. The Nalco guide to cooling water system failure analysis. McGraw-Hill, New York, 1993.

18. Андрианов А.П., Чухин В.А. Анализ морфологии, состава и условий формирования коррозионных отложений в водопроводных трубах // Вода и экология. Проблемы и решения. 2016. № 3. С. 18-34.

19. McEnaney B., Smith D.C. The reductive dissolution of y-FeOOH in corrosion scales formed on cast iron in near-neutral waters // Corrosion Science. 1980. Vol. 20. Pp. 873-886.

20. Андрианов А.П., Бастрыкин Р.И., Чухин В.А. Изучение коррозионных отложений в трубопроводах систем подачи и распределения питьевой воды // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 7. С. 30-36.

21. Yang F., Shi B., Gu J. et al. Morphological and physicochemical characteristics of iron corrosion scales formed under different water source histories in a drinking water distribution system // Water Research. 2012. Vol. 46. Issue. 16. Pp. 5423-5433.

22. Clarke B.H., Aguilera A.M. Microbiologically influenced corrosion in fire sprinkler systems // Automatic Sprinkler Systems Handbook. 2007. Pp. 955-964.

23. Гарбер К.Э. Влияние напряжений на развитие коррозионных процессов в трубопроводах металлургического предприятия // Сталь. 2006. № 3. С. 65-67.

24. Кадомцев Б.Б., Рыдник В.И. Волны вокруг нас. М. : Знание, 1981. 152 с.

25. Федорович Б.А. Лик пустыни. М. : Молодая гвардия, 1954. 368 с.

26. Глухов В.В., Гущина Л.Б. Основы технологий отраслей национальной экономики / под ред.

B.В. Глухова. СПб. : Изд-во СПбГПУ, 2003. 246 с.

27. Присяжнюк В.А. Физико-химические основы предотвращения кристаллизации солей на теплообменных поверхностях // С.О.К. 2004. № 1.

C. 14-29.

28. Юсупова Г.М. Специальные методы ведения открытых горных работ. Алматы, Казахский национальный технический университет, 2014. 185 c.

29. Резник Я. Идентификация видов коррозии металлов // Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ. 2011. № 2 (7). Режим доступа: http://aqua-therm.ru/articles/articles_196.html.

m

ф о т х

s

*

о

У

Т

о s

Поступила в редакцию 26 декабря 2017 г. Принята в доработанном виде 21 февраля 2017 г. Одобрена для публикации 27 февраля 2018 г.

Об авторах: Чухин Валентин Александрович — кандидат технических наук, доцент, учебный мастер кафедры водоснабжения и водоотведения, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г Москва, Ярославское шоссе, д. 26, ChuhinVA@mgsu.ru;

В

г

У

о *

Андрианов Алексей Петрович — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры водоснабжения и водоотведения, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, AndrianovAP@mgsu.ru.

references

1. Sarin P. Iron release from corrosion scales in old iron/steel drinking water distribution pipes: thesis for the Doctoral Degree. Chicago, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2002.

2. Pisigan R.A., Singley J.E. Effects of water quality parameters on the corrosion of galvanized steel. Journal of the American Water Works Association. 1985, vol. 77 (11), pp. 76-82.

3. Pisigan R. A., Singley J.E. Influence of buffer capacity, chlorine residual, and flow rate on corrosion of mild steel and copper. Journal — American Water Works Association. 1987, vol. 79 (2), pp. 62-70.

4. Zhang Y., Edwards M. Anticipating effects of water quality changes on iron corrosion and red water. Journal of Water Supply: Research & Technology — AQUA. 2007, vol. 56 (1), pp. 55-68.

5. Price S., Jefferson F.T. Corrosion control strategies for changing water supplies in Tucson, Arizona. Journal of the New England Water Works Association. 1997, no. 111 (3), pp. 285-293.

6. Sarin P., Snoeyink V.L., Bebee J. et al. Physico-chemical characteristics of corrosion scales in old iron pipes. Water Research. 2001, vol. 35 (12), pp. 2961-2969.

7. Gerke T.L., Maynard J.B., Schock M.R., Ly-tle D.L. Physiochemical characterization of five iron tubercles from a single drinking water distribution system: possible new insights on their formation and growth. Corrosion Science. 2008, vol. 50 (7), pp. 2030-2039.

8. Peng C.Y., Korshin G.V., Valentine R.L. et al. ^ Characterization of elemental and structural composi-t- tion of corrosion scales and deposits formed in drinks' ing water distribution systems. Water Research. 2010, PO vol. 44 (15), pp. 4570-4580.

g 9. Sontheimer H., Kolle W., Snoeyink V.L. Sider-^ ite model of the formation of corrosion-resistant scales. 2 Journal of the American Water Works Association. 10 1981, vol. 73 (11), pp. 572-579. PO 10. Swietlik J., Raczyk-Stanislawiak U., Piszo-

ra P., Nawrocki J. Corrosion in drinking water pipes: q the importance of green rusts. Water Research. 2012, I- vol. 46 (1), pp. 1-10.

^ 11. Sarin P., Snoeyink V.L., Bebee J. et al. Iron l_ release from corroded iron pipes in drinking water dis-2 tribution systems: effect of dissolved oxygen. Water tt Research. 2004, vol. 38 (5), pp. 1259-1269. 2 12. Sarin P., Clement J.A., Snoeyink V.L., Kriv-jj en W.W. Iron release from corroded unlined cast-iron <D pipe. Journal of the American Water Works Association. M 2003, vol. 95 (11), pp. 85-96.

13. Larson T.E., Skold R.V. Corrosion and tuber-culation of cast iron. Journal of the American Water Works Association. 1957, vol. 49 (10), pp. 1294-1302.

14. Sarin P., Snoeyink V.L., Lytle D.A., Kriv-en W.M. Iron corrosion scales: model for scale growth, iron release, and coloured water formation. Journal of Environmental Engineering. 2004, vol. 130 (4), pp. 365-373.

15. Sarin P., Snoeyink V.L., Bebee J. et al. Physico-chemical characteristics of corrosion scales in old iron pipes. Water Research. 2001, vol 35, Is. 12, pp. 2961-2969.

16. Ray R.I., Lee J.S., Little B.J., Gerke T.L. The anatomy of tubercles: A corrosion study in a fresh water estuary. Materials and Corrosion. 2010, vol. 61, no. 12, pp. 993-999.

17. Herro H.M., Port R.D. The Nalco guide to cooling water system failure analysis. McGraw-Hill, New York, 1993.

18. Andrianov A.P., Chukhin V.A. Analiz mor-fologii, sostava i usloviy formirovaniya korrozionnykh otlozheniy v vodoprovodnykh trubakh [Analysis of the morphology, composition and conditions of formation of corrosive deposits in water pipes]. Voda i ekologiya. Problemy i resheniya [Water and Ecology. Problems and solutions]. 2016, no. 3, pp. 18-34.

19. McEnaney B., Smith D.C. The reductive dissolution of y-FeOOH in corrosion scales formed on cast iron in near-neutral waters. Corrosion Science. 1980, vol. 20, pp. 873-886.

20. Andrianov A.P., Bastrykin R.I., Chukhin V.A. Izuchenie korrozionnykh otlozheniy v truboprovodakh sistem podachi i raspredeleniya pit'evoy vody [Investigation of corrosive deposits in pipelines of drinking water supply and distribution systems]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Engineering]. 2013, no. 7, pp. 30-36.

21. Yang F., Shi B., Gu J. et al. Morphological and physicochemical characteristics of iron corrosion scales formed under different water source histories in a drinking water distribution system. Water Research. 2012, vol. 46, issue 16, pp. 5423-5433.

22. Clarke B.H., Aguilera A.M. Microbiologically influenced corrosion in fire sprinkler systems. Automatic Sprinkler Systems Handbook. 2007, pp. 955-964.

23. Garber K.E. Vliyanie napryazheniy na razvi-tie korrozionnykh protsessov v truboprovodakh met-allurgicheskogo predpriyatiya [Influence of stresses on development of corrosion processes in pipelines of the metallurgical enterprise]. Stal' [Steel]. 2006, no. 3, pp. 65-67.

24. Kadomtsev B.B., Rydnik V.I. Volny vokrug nas [Waves around us]. Moscow, Znanie Publ., 1981. 152 p.

25. Fedorovich B.A. Likpustyni [Face of the desert]. Moscow, Molodaya gvardiya Publ., 1954. 368 p.

26. Glukhov V.V., Gushchina L.B. Osnovy tekh-nologiy otrasley natsional'noy ekonomiki [Fundamentals of technology industries of the national economy]. St. Petersburg, St. Petersburg and Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, 2003. 246 p.

27. Prisyazhnyuk V.A. Fiziko-khimicheskie osnovy predotvrashcheniya kristallizatsii soley na teplo-

obmennykh poverkhnostyakh [Physico-chemical basis for preventing the salts crystallization on heat-exchange surfaces]. S.O.K. [Sanitary. Heating. Conditioning.]. 2004, no. 1, pp. 14-29.

28. Yusupova G.M. Spetsial'nye metody vedeniya otkrytykh gornykh rabot [Special methods of open mining]. Almaty, Kazakh National Technical University, 2014. 185 p.

29. Reznik Ya. Identifikatsiya vidov korrozii metallov [Identification of the types of metal corrosion]. Promyshlennye i otopitel'nye kotel'nye i mini-TETs [Industrial and heating boilers and mini-CHP]. 2011, no. 2

Received December 26, 2017.

Adopted in revised form February 21, 2017.

Approved for publication on February 27, 2018.

About the authors: Chukhin Valentin Aleksandrovich — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Training Master of the Department of Water Supply and Sewerage, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation, ChuhinVA@mgsu.ru;

Andrianov Aleksey Petrovich — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Water Supply and Sewerage, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; AndrianovAP@mgsu.ru.

m

ф о т x

s

*

о

У

Т

0 2

1

В

г

У

о *