Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)

9-10. szám - Dr. Papp Szilárd: Fúrt kutak korróziója és a védekezés módja

Papp Sz.: Fúrott kutak korróziója Hidrológiai Közlöny. 34. évf. 1954. 9—10. sz. JfJj.7 A vascsövek kor roziójának elkerülése és főleg a gazdasági kár megelőzése céljából szóbakerülhet még a fémek közül alumínium béléscsőnek az alkalmazása. A kútépítési technikában az alumíniumcső felhasználásával kapcsolatban tapasztalataink még csekélyek. Az alumínium jó tulajdonságai közé tartozik a szabad szénsavval, kénhidrogénnel, szulfidokkal és híg organikus savakkal szemben tanúsított nagy ellenállása. Ezekkel a jó tulajdonságokkal azonban csak a teljesen tiszta, 99,96 százalékos alumínium rendelkezik, a kereskedelmi alumíniumot már a hideg természetes vizek is többé-kevésbbé megtámadják. Az alumínium tehát kémiai hatásokkal szemben annál ellenállóbb, minél tisztább, mert az alumínium felületén képződő, jól tapadó oxidréteg ellenállóvá teszi. Alkalikusan reagáló anyagokkal szemben azonban még a tiszta alumíniumnak is csekély az ellenállóképessége, ezért az alumíniumból készült szerelékek, csapok aránylag rövid idő alatt tönkremennek. A vaskorrozió, illetve a víz elvasasodásának elkerülése céljából a kútépítési technikában horganyzott vascsöveket használnak. Hogy a cinknek, vagy esetleg bizonyos esetekben egyéb fémes védőbevonatnak a szerepét megérthessük, azokra az elektrokémiai folyamatokra kell gondolni, melyek fellépnek akkor, ha két különböző fém ugyanabban a folyadékban, vízben érintkezésbe kerül. Ilyenkor bizonyos feltételek mellett galván elemek keletkeznek. Ezek a helyi galván elemek a fémkorroziónál nagy szerepet játszanak. Keletkezésükhöz elegendők a fémek szerkezeti felépítésében beálló helyi különbözőségek is, amelyek már a fémek megmunkálásánál képződnek és amelyhez még csekély nedvesség is járul. Ezekben a helyi elemekben az anód helyek többnyire maguk a színfémek, a katód helyek pedig részben a képződött fémoxidok, vagy a fémbevonatok és ezáltal a megvédendő fém anódosan oldatba megy. Elektrokémiai szemszögből vizsgálva a korróziós folyamatot azt találjuk, hogy annak irányát és nagyságát a különböző fémeknek az elektromos feszültségsorozatban elfoglalt helye szabja meg. A fémek normál potenciáljait az elektromos feszültség sorrendjében a 2. táblázat tünteti fel. 2. táblázat A fémek normál potenciálja Normál Normál Fém feszültség Fém feszültség Volt Volt Magnézium Mg — 1,87 Ólom Pb —0,13 Alumínium A1 —1,30 Hidrogén H

2 ± 0,00 Mangán Mn —1,10 Antimon Sb + 0,20 Zink Zn — 0,79 Bizmut Bi + 0,20 Króm Cr —0,56 Arzén As + 0,30 Vas Fe — 0,44 Réz Cu + 0,34 Kadmium Cd —0,42 Ezüst Ag +0,81 Kobalt Co —0,26 Higany Hg + 0,86 Nikkel Ni —0,25 Platina Pt + 0,87 Ón Sn — 0,15 Arany Au + 1,50 Az a vas, amely mechanikai megmunkálás következtében nemesebb lett, vagyis normál potenciálja közelebb kerül a nemesebb fémekéhez, a közönséges vassal helyi galván elemet képezhet, ami a vas oldódását meggyorsítja. Ugyanez az eset áll fenn minden technikai vasféleségnél nemesebb fémmel való érintkezés következtében, pl. rézzel, bronzzal, amelyeknek a kútépítés technikájában a szűrők készítésével kapcsolatban szerepük van. Láthatjuk a 2. táblázatból, hogy a vas a meglehetősen nemes rézzel, vagy különösen bronzzal szemben elektronegatívabb és ezáltal az érintkezés helyén a vas anódosan oldódni fog, ami lyukbemarcüdásokhoz, majd idővel teljes kilyukadáshoz vezethet. A különböző fémekből álló érintkezést tehát éppen a kútépítések terén, mivel azok nemcsak állandó nedvesség hatásának vannak kitéve, hanem egyenesen a vízbe merülnek, kerülni kell. Még a vízből kivált és a réz vagy bronz szűrőszövetekhez kerülő mangán vagy vasoxid szemcsék is kiválthatják az elektrokémiai folyamatot, mely a szitaszövet kilyukadásához vezethet, ez pedig a kút tönkremenetelét jelenti. Elektrokémiai szemszögből nézve a horganyzás volna a legjobb védelem vascsövek számára. A cink elektronegatívabb, mint a vas, tehát védenie kellene a vasat még akkor is, ha a bevonat megsérült vagy nem teljesen tömör. Ezzel szemben gyakran találtunk olyan cinkbevonatokat, amelyen erős lerakódások léptek fel. A cink oldódásakor ugyanis több hidroxilion keletkezik, mint a vas esetében, tehát a falmenti lúgosság nagyobb és ezáltal a kalciumkarbonát és cinkkarbonát leválása is nagyobb sebességgel következik be. Minél gyorsabban válik le a kalciumkarbonát, annál kevésbbé alakul kristályos réteggé, és ezért a horganyzás kielégítő biztonságot nem nyújt a korrozióval szemben. Kezdetben ugyan cink megy oldatba, de amint a cink leoldódott és a vas a kivált bázikus cinkkarbonáttal, mint védőréteggel kerül érintkezésbe, az elektrokémiai potenciál azonnal megfordul és a vas oldódása következik be, ami azután teljes kilyukadáshoz vezethet. Tehát a horganyzás a víz vasra gyakorolt agresszív hatásának pusztán csak a késleltetésére szolgál, de azt nem védi meg, sőt amikor a cink feloldódása már egyes helyeken bekövetkezett és a víz a cinkkel és vassal egyidőben kerül érintkezésbe, a vas korroziója helyi galván elem képződése közben be fog következni. Ennek ellenére is a cink mint vasvédő fém a kútfúró technikában igen elterjedt, mert a korrozió késleltetésével a kutak élettartama növelhető. Használatosak még, ha nem is a kútépítkezéshez, hanem az agresszív vizek továbbvezetésére, ónozott vascsövek is. Az ón a vassal szemben elektropozitívabb, ezért az ónozásnak csak akkor van előnye, ha az ón az alatta lévő vasat teljesen hézagmentesen befedi. Az ónréteg azonban csak ritkán fedi a vasat pórusmentesen és ezért helyi elem képződésének mindig megvan