Защита тоннельных конструкций и пути от коррозии

Средства защиты от коррозии выбираю) исходя из коррозионной активности грунтов и агрессивности фунтовых вод. Зашита может осуществляться следующими способами: нанесением изолирующих покрытий, протекторной зашитой, катодной защитой внешним током, применением изолирующих фланцев, муфт, изоляционных стыков.
Наиболее простым и распространенным средством защиты от коррозии являются защитные покрытия. Требования к антикоррозионным покрытиям: водо- и воздухонепроницаемость; химическая стойкость: непроницаемость для хлоридов, сульфатов и других ионов, ускоряющих процесс коррозии; противодействие длительному смачиванию и высушиванию: адгезия к металлу; механическая прочность; пластичность, препятствующая образованию трещин; биостойкость; неизменность свойств при низких отрицательных температурах; возможность механизации нанесения.
В качестве защитных покрытий применяют составы на основе органических и неорганических веществ, однако первые получили более широкое применение. К органическим веществам, применяемым в качестве антикоррозионных покрытий, относятся каменноугольные и битумные мастики. Для битумных покрытий используют изоляционные нефтяные битумы. Мастики на их основе приготовляют путем введения наполнителей и пластификаторов. Используют мастики различного состава: битумно-резиновые (их готовят в заводских условиях путем продувки через смесь резиновой крошки и битума перегретого пара с температурой 210...240 °С), битумно-минеральные (70...75 % битума, 3...5 % масла зеленого или соевого, 25 % известняка или доломита), битумно-тальковые (65...85 % битума, 3...9 % масла, 15...20 % талька), битумно-атактиновые (У5 % битума, 5 % атактического полипропилена). Битумнo-минеральные, битумно-тальковые и битумно-атактиновые мастики готовят на рабочем месте.
В последнее время расширено производство синтетических полимерных покрытий, которые наносят экструзией, оплавлением, струйным, пламенным или электростатическим напылением, нанесением порошка в псевдосжиженном слое. Широкое применение получили покрытия на основе полиэтилена, поливинилхлорида, эпоксидной смолы и других полимеров.
Электрохимическая защита основана на том, что скорость электродных реакций (анодной или катодной) зависит от электродного потенциала. Электрохимической называют защиту металла от коррозии, осуществляемую поляризацией от внешнего источника тока или путем соединении с металлом (протектором), имеющим более отрицательный или более положительный потенциал, чем у защищаемого металла.
Для зашиты подземных металлических конструкций от коррозии блуждающими токами в зонах знакопеременных потенциалов при малых плотностях анодного тока предназначены односторонние поляризованные протекторы. Их подключают к защищаемому сооружению через полупроводниковые диоды. Анод диода подключается к протектору, а катод — к сооружению.
В особо агрессивных сильно обводненных грунтах для защиты oт коррозии чугунной обделки тоннеля может быть применена катодная защита. Она представляет собой поляризанию с помощью наложенного тока от внешнего (дополнительного) источника энергии, обычно выпрямителя, который преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный.
Защищаемую конструкцию соединяют с отрицательным полюсом выпрямителя тока, и она действует в качестве катода. Второй электрод (анодное заземление) соединяют с положительным полюсом источника тока, и он действует в качестве анода. Необходимо учитывать, что большие размеры тоннелей потребуют больших затрат электроэнергии.
Иногда для зашиты применяют токоотводы (заземлители, с которыми соединяют металлические сооружения при помощи изолированного проводника). Заземлители устанавливают в зонах, обладающих отрицательным потенциалом по отношению к заземляемому сооружению. В результате ток потечет в землю, и утечка тока с сооружения непосредственно в землю в этом месте уменьшаемся или совсем прекращается.
Изолирующие фланцы, изолирующие кабельные муфты, изолирующие стыки могут быть использованы самостоятельно и в сочетании с другими устройствами защиты. Основное назначение этих устройств — повышение эффективности электрохимической зашиты.
В борьбе с электрохимической коррозией наиболее целесообразными являются мероприятия, призванные устранить или существенно ограничить утечки тяговых токов с созданием условий лучшей проводимости рельсовых цепей. К ним относится уменьшение общего числа рельсовых стыков за счет укладки бесстыкового пути на всем протяжении тоннеля, приварка медных или стальных рельсовых соединителей сечением не менее 95 мм2 электродуговой сваркой, соединение ходовых рельсовых нитей с дополнительно укладываемым нерабочим рельсом при помощи специальных рельсовых соединителей, что способствует выравниванию потенциалов и снижению утечки тяговых токов с рельсов в балласт, а также увеличение сечении ходовых рельсов, т.e. переход на более тяжелый тип верхнего строения пути. Пo экономическим соображениям последнее из перечисленных мероприятий применяется сравнительно редко.
He менее важную роль в борьбе с явлениями электрохимической коppoзии в тоннелях игpaeт эффективное осушение лотковой части тоннеля и конструкция верхнего строения пути на бетонном основании с изолирующими прокладками.