ЗАХОДИ ПРОТИДІЇ РУЙНУВАННЮ ВОДОПРОВІДНИХ МЕРЕЖ ПІСЛЯ ПОДАЧІ МЕРЕЖАМИ ВОДИ З ВИСОКИМ СОЛЕВМІСТОМ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2025.52.24-38Ключові слова:
водопровідна мережа, корозія, інгібітори корозії, стабілізаційна обробка, вапно, силікат натрію, полігексаметиленгуанідин гідрохлоридуАнотація
У статті розглянуто актуальну проблему корозійного руйнування сталевих водопровідних мереж, яке виникло внаслідок переходу систем водопостачання з джерела прісної води на джерело з високомінералізованою водою. Такий підхід до зміни джерела водопостачання зумовлений неможливістю забору води з прісного джерела через військову агресію рф. Це, у свою чергу, призвело до прискореного старіння трубопроводів і збільшення кількості аварій. Вивчення зразків сталевих труб діаметром від 76 до 500 мм, які експлуатувалися понад 40 років, показало, що процес електрохімічної корозії ускладнюється інтенсивним вимиванням корозійних відкладень із внутрішньої поверхні труб. Це спричиняє зменшення товщини металу, втрату механічної міцності та утворення гальванопар типу «відкладення–метал», які, у свою чергу, у воді з підвищеним вмістом хлоридів значно прискорюють корозійні процеси. З метою пошуку ефективних методів протидії руйнуванню мереж проведено експериментальні дослідження з використанням трьох типів реагентів: гашеного вапна, рідкого скла (силікату натрію) та полігексаметиленгуанідин гідрохлориду (ПГМГ). Для кожного реагенту визначали оптимальні дози, концентрації й умови застосування, досліджували їх вплив на швидкість корозії металу та стабільність відкладень. Результати показали, що хоча зазначені реагенти здатні частково зменшити корозійну активність середовища, вони не гарантують припинення процесів руйнування труб, оскільки не усувають вплив зовнішньої корозії, спричиненої засоленням ґрунту навколо трубопроводів. Крім того, їх застосування може призвести до погіршення санітарно-хімічних показників якості води, що робить неможливим забезпечення вимог до питного водопостачання.
Отримані результати свідчать, що для відновлення надійності систем водопостачання необхідно проводити повну заміну сталевих труб, пошкоджених корозією. Для зниження аварійності доцільно використовувати сучасні антикорозійні матеріали та комбіновані методи захисту, які передбачають не лише інгібування корозії металу, а й стабілізацію існуючих відкладень, щоб запобігти їх вимиванню та повторному оголенню металу. Запропоновані підходи можуть бути використані під час реконструкції водопровідних систем у регіонах із підвищеною мінералізацією природних вод.
Посилання
United Nations Development Programme (2025). Ukraine - Fourth Rapid Damage and Needs Assessment (RDNA4) : February 2022 - December 2024 (English). Retrieved from https://www.undp.org/ukraine/publications/ukraine-fourth-rapid-damage-and-needs-assessment-rdna4-february-2022-december-2024-english
Bofu, Li. (2020). Understanding Of Silicate-based Corrosion Inhibitor For Controlling Lead Release And Water Quality In Drinking Water Distribution Systems. Retrieved from http://hdl.handle.net/10222/80064.
Joubert, J. H. B., Geldenhuys, J. C., & Celliers, J. J. (2008). The Use of Chloramination and Sodium Silicate to Inhibit Corrosion in Mild Steel Pipes. Retrieved from https://www.wrc.org.za/wp-content/uploads/mdocs/779-1-00.pdf?utm_source=chatgpt.com.
Kimbell, L. K., LaMartina, E. L., Kohls, S., Wang, Y., Newton, R. J., & McNamara, P. J. (2023). Impact of corrosion inhibitors on antibiotic resistance, metal resistance, and microbial communities in drinking water. MSphere, 8(5). https://doi.org/10.1128/msphere.00307-23
Gomelya, M. D., Stepova, O. V., & Kamayev, V. S. (2020). Development of metal corrosion inhibitors in aqueous environments with different levels of mineralization. Technical Sciences and Technologies. 3(17), 275–283. Retrieved from http://tst.stu.cn.ua/article/view/199480. [in Ukrainian]
Lv, X., Wang, C., Liu, J., Sand, W., Nabuk Etim, I.-I., Zhang, Y., Xu, A., Duan, J., & Zhang, R. (2024). The Microbiologically Influenced Corrosion and Protection of Pipelines: A Detailed Review. Materials, 17(20), 4996. https://doi.org/10.3390/ma17204996.
Song, X., Zhang, G., Zhou, Y., & Li, W. (2023). Behaviors and mechanisms of microbially-induced corrosion in metal-based water supply pipelines: A review. Science of The Total Environment, 895, 165034. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165034.
Vember, V. V., Nosachova, Y. V., Levchuk, T. A., & Kosmyna, M. M. (2020). Corrosion processes in demineralized water in the presence of bacterial cells. Bulletin of NTUU “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”. 4, 49–57. https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2020.219784 [In Ukrainian]
Li, B., Trueman, B. F., Munoz, S., Locsin, J. M., & Gagnon, G. A. (2021). Impact of sodium silicate on lead release and colloid size distributions in drinking water. Water Research, 190, 116709. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116709
Li, B., Trueman, B. F., Rahman, M. S., & Gagnon, G. A. (2021). Controlling lead release due to uniform and galvanic corrosion — An evaluation of silicate-based inhibitors. Journal of Hazardous Materials, 407, 124707. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124707 .
Slobodian, Z., Maglatyuk, L., Khaburskyi, Y., & Kupovich, R. (2014). The influence of high-modulus silicates on the corrosion-electrochemical properties of steel in tap water. Bulletin of TNTU. 3(75), 121-127. Retrieved from https://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/5378. [in Ukrainian]
Shwetha, K.M., Praveen, B. M., & Devendra, B. K. (2024). A review on corrosion inhibitors: Types, mechanisms, electrochemical analysis, corrosion rate and efficiency of corrosion inhibitors on mild steel in an acidic environment. Results in Surfaces and Interfaces, 16, 100258. https://doi.org/10.1016/j.rsurfi.2024.100258
Peng, Z., Zhang, T.-Y., Ai, J., Pan, R.-J., Zhang, D.-X., & Xu, B. (2025). Effects of a composite phosphate corrosion inhibitor on corrosion behavior and water quality stability in drinking water distribution systems. Water Cycle. 6, 506-515. https://doi.org/10.1016/j.watcyc.2025.05.004.
Kamenieva, Т., Tarasyuk, O., Derevianko, K., Aksenovska, O., Shybyryn, O., Metelytsia, L., Rogalsky, S. (2020). Antioxidant activity of polymeric biocide polyhexamethylene guanidine hydrochloride. Catalysis and Petrochemistry, (30), 73-82. https://doi.org/10.15407/kataliz2020.30.073.
Munoz, S., Trueman, B. F., Li, B., & Gagnon, G. A. (2022). Effect of sodium silicate on drinking water biofilm development. Environ. Sci.: Water Res. Technol., 8(6), 1300-1311. https://doi.org/10.1039/d1ew00682g
Mainier, F. B., Figueiredo, A. A. M., Junior, A. A. M. de A., & Almeida, B. B. de. (2018). Proposal of the use sodium silicate as a corrosion inhibitor in hydrostatic testing of petroleum tanks using seawater. International Journal of Advanced Engineering Research and Science (IJAERS). 5(6), 33-38. https://doi.org/10.22161/ijaers.5.6.6
Romashchenko, M., Kovalenko, O., Matselyuk, E., Charny, D., & Prokopov, V. (2021). Study of the orthopolyphosphate specimen "SeaQuest Liquid" for anticorrosion and stabilization water treatment. Land Reclamation and Water Management, (1), 5-14. https://doi.org/10.31073/mivg202101-273
Matselyuk, E., Charny, D., Kovalenko, O., Onanko, Yu., & Marisik, S. (2021). Influence of hemolitotrophic microbiota on the efficiency of anticorrosive treatment of steel pipelines with ortho-polyphosphate reagents on the example of “Sea Quest Liquid”. Geochemistry of Technogenesis. 33, 77-85. https://doi.org/10.15407/geotech2021.33.077
Zhang, T., Wan, H., Xu, Z., Zhang, Y., Dai, J., & Liu, H. (2023). Polyhexamethylene guanidine molybdate as an efficient antibacterial filler in epoxy coating for inhibiting sulfate reducing bacteria biofilm. Progress in Organic Coatings, 176, 107401. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2022.107401.
Boretska, M. (2017). Marine biocorrosion and novel antimicrobial polymeric composites. Retrieved from https://dechema.de/gfkorr_media/Boretska_Workshop_2017-p-3245.pdf.
Ministry of Health of Ukraine (2000). І 9.9.4.9.4.5.-060-2000 Sanitary and hygienic requirements and conditions for the use of solutions of the drug "Aquaton-10" for disinfection of technological equipment in local water treatment systems", approved by the resolution of the First Deputy Chief State Sanitary Doctor of Ukraine No. 114 dated 06/30/2000. Retrieved from https://surl.li/hzulll. [in Ukrainian]
Peredera, S. B., Peredera, Z. O., Shcherbakova, N. S., & Derzhgovska, E. O. (2017). The effect of a disinfectant solution based on polyhexamethyleneguanidine hydrochloride on sanitary indicator microorganisms and white mice. Bulletin of the Poltava State Agrarian Academy. 3, 91-93. Retrieved from https://journals.pdau.edu.ua/visnyk/article/download/255/298?utm. [in Ukrainian].
Yang, M., Tan, L., Batchelor-McAuley, C., & Compton, R. G. (2024). The solubility product controls the rate of calcite dissolution in pure water and seawater. Chemical Science, 15(7), 2464–2472. https://doi.org/10.1039/d3sc04063a
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Олександр Кравченко, Володимир Кобилянський, Тамара Шевченко, Галина Благодарна
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
