Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)
9-10. szám - Dr. Papp Szilárd: Fúrt kutak korróziója és a védekezés módja
!fJ f6 Hidrológiai Közlöny. 34. évf. 1954. 9—10. sz. Papp Sz.: Fúrott kutak korróziója ben. Ennek következménye, hogy a fémfelület közvetlen közelében alkalikus réteg alakul ki, amit falmenti lúgosságnak nevezünk. Tehát a vasfelület belső, vízzel érintkező fala lúgossá válik. A csövezet belső falának lúgossága nem változik meg, ha a hidroxilionok az egyidejűleg keletkezett ferroionokkal vegyületté, azaz ferrohidroxiddá egyesülnek, mivel a ferrohidroxid az előforduló kis koncentrációban teljes mértékben disszociálva van. Ezért a kétvegyértékű vashidroxid oldatok meglehetősen alkalikusan reagálnak. Ennek következtében a fal mentén a víz pH értéke 11,0 fölé is emelkedhetik. Tehát a vas oldódásának a következménye a falmenti lúgosság kialakulása. A depolarizáció alkalmával mindig újabb víz is képződik, amelynek hidrogénionjai töltésüket kicserélvén elhasználódnak, a hidroxilionjai azonban viszszamaradnak. Tehát minél könnyebben depolarizálható a hidrogénhártya, vagyis minél inkább közeledik az atomos hidrogénréteg nyomása az 1 atmoszférához és minél több oldott oxigén van jelen, annál több hidroxilion képződik és ezáltal annál nagyobb lesz az ú. n. falmenti lúgosság. A falmentén képződött hidroxilionok a víz szabad szénsav tartalmával a következőképpen fognak reagálni: C0 2 — OH~ = HCO s, 4. vagyis a víz szabad, illetve tartozékos szénsavtartalmát megkötik, ennek következtében a falmenti rétegekben a mész-szénsav egyensúly megbomlik, ami kalciumkarbonát kiváláshoz vezet. Ha a hidroxilionok keletkezésének sebessége nagyobb, mint a megkötése, akkor a hidroxilionok a jelenlévő hidrogénkarbonátokra olymódon hatnak, hogy karbonátok képződnek a következő reakcióegyenlet szerint: OH- + HC0 3- = C0 3 + H 20. 5. A karbonátoknak kalciummal képezett sójuk csekély oldékonysága következtében a keletkezés helyén kiválik, és az oldott oxigén hatására képződött ferrihidroxiddal (3. egyenlet) együtt a természetes védőréteg főalkatrészét képezi. Mindazokban az esetekben, amikor ilymódon szénsavhiány lép fel és a víz keménysége megfelelően nagy, elegendő oldott oxigén jelenlétében kalciumkarbonátból és vashidroxidból álló természetes védőréteg képződik, mely annál tömörebben és kristályosabban alakul ki, minél lassúbb a kiválási folyamat. A természetes védőréteg kialakulásához tehát egy bizonyos oxigénkoncentrációra van szükség. Ha az oxigénkoncentráció kicsi (1—2 mg/l), akkor nincs kellő depolarizáció és nem alakulhat ki eléggé a falmenti lúgosság és ezért pusztán csak az oldatbament vas oxidálódik ferrohidroxiddá, de nem képződik védőréteg. Mész-szegény vizek esetében (ha a víz 2—3 német keménységi foknál lágyabb), elegendő oldott oxigén ellenére sem fog kalciumkarbonát kiválni. Csak ennél nagyobb karbonátkeménység mellett áll fenn a lehetősége annak, hogy elegendő, legalább 5 mg/l oldott oxigén jelenlétében a vízből a vasra védőréteg váljon ki. Ennek a folyamatnak lejátszódását a víz szabad szénsav tartalmán kívül mozgása is befolyásolja. Ugyanis az oxigén depolarizáló hatása közben keletkezett hidroxilionok és a szabad szénsav között újabb egyensúly keletkezik, amiben a víz áramlási sebességének is szerepe van. A kisebb áramlási sebességek az új egyensúlyi helyzet kialakulására kedvezők. Elősegíti az a körülmény is, hogy teljesen zárt, megtöltött csővezetékben ú. n. sebességi parabola lép fel,, mely szerint a cső falazatának közelében kisebb a víz áramlási sebessége, mint a cső közepében. Ezért mindazok a vizek, amelyek mészre agresszív szénsavat nem tartalmaznak, legfeljebb csak rövid ideig okoznak rozsdaképződést és az hamarosan megszűnik, mivel az ilyen vízből a vas oldása folyamán a vascső belső falára az oldott oxigén hatására vasoxidból, illetve hidroxidból és kalciumkarbonátból álló védőréteg rakódik le. Az elmondottakból következik, hogy a természetes védőréteg képződése csak vasoldás mellett következhetik be, tehát vasoldódás nélkül védőrétegképződés nincs. Ennek a felismerése kézenfekvővé teszi a mesterséges védőréteg kialakításának a lehetőségét, mert amint azt Jendrassik kimutatta, ha ennek egyedüli akadálya csak az oxigén hiánya, akkor az atomos hidrogént a vas felületéről más, a vízben oldott kémiai oxidálószerrel is el lehet távolítani. Mindegy tehát, hogy a depolarizáció folyamata miképpen játszódik le, mindenképpen a hidrogénréteg eltávolításáról kell gondoskodni, hogy egyenértékű mennyiségben hidroxilionok képződjenek. Ezen alapszik a mesterséges védőrétegekkel történő csővédelem. A mesterséges védőréteg kialakításának elterjedése mind nagyobb szerepet játszik a vízkorrózió okozta csővédelem terén. Külföldön a foszfátos védőréteg mellett főleg a szilikátos mesterséges védőrétegek kialakítására kerül mind gyakrabban sor, aránylag egyszerű kivitelezési módja miatt. Sajnos, beépített kútcsövezetek esetében a kivitelezés módja itt sem bizonyul egyszerűnek, mivel a víz szilikátkoncentrációját kell egy bizonyos értékre emelni és azt állandóan tartani, hogy a vasszilikátból álló mesterséges védőréteg le ne oldódjék. Beépített fúrott kutak csövezetében ennek megvalósítása nem egyszerű. Fektetett vascsövek esetében a szilikátkoncentráció fenntartása vízüvegen való átáramoltatás segítségével aránylag könnyebben megvalósítható technikai feladat. Ilyirányú nagyüzemi kísérletek a közeljövőben a lipótvárosi melegvízszolgáltatással kapcsolatban minálunk is megindulnak és ennek eredményéről talán majd egy más alkalommal lesz módomban beszámolni.
