Стаття

Отримано 18.11.2025

Доопрацьовано 02.03.2026

Прийнято 26.03.2026

Опубліковано 05.04.2026

Взято з Том 30, № 1, 2026

Сторінки 88 -99

Yudin, V. (2026). Effect of aggressive environments and stray currents on the corrosion resistance of corrugated metal pipes. The National Transport University Bulletin, 30(1), 88-99. https://doi.org/10.33744/2308-6645-2026-1-30-88-99

Вплив агресивних середовищ та блукаючих струмів на корозійну стійкість металевих гофрованих труб

Віктор Юдін

Метою дослідження було з’ясування ролі корозійного пошкодження металевих гофрованих труб у формуванні довговічності, технічного стану й експлуатаційної надійності транспортних споруд. Методологія базувалась на методах систематизації, інженерного, теоретичного аналізу, ілюстративного розрахунку, аналізу практичних прикладів. Встановлено, що корозійна деградація металевих гофрованих труб має переважно електрохімічну природу й визначається агресивністю ґрунтового та водного середовища. Найбільшу небезпеку для таких конструкцій становить локальна корозія, оскільки вона безпосередньо знижує жорсткість оболонки, місцеву стійкість і залишковий ресурс споруди. У підземних і водонасичених умовах корозія прискорюється через цикли зволоження-висушування, які руйнують захисне покриття та підвищують вразливість металу. Блукаючі струми в зоні електрифікованих транспортних систем є окремим техногенним чинником ризику, що викликає локальні анодні ділянки та прискорене ураження металу. Показано, що корозійну стійкість металевих гофрованих труб слід оцінювати не лише за агресивністю середовища, а й за системою кількісних показників, що відображають швидкість металовтрати, локальні пошкодження, зміну жорсткості та залишковий ресурс споруди. Кількісне оцінювання на основі закону Фарадея показало, що навіть відносно невелика втрата товщини стінки є інженерно значущою, оскільки впливає на довговічність, технічний стан і безпеку експлуатації транспортної споруди. Запропоновано інженерний підхід до оцінювання корозійної деградації металевих гофрованих труб на основі коефіцієнта корозійного ослаблення, який характеризує відносну втрату товщини металевої оболонки та її наближення до критичного стану. Для інженерного оцінювання залишкового ресурсу використано спрощену залежність, що пов’язує початкову товщину, критичну товщину та швидкість корозії. Практична значимість полягає у можливості застосування результатів проєктувальниками, експлуатуючими організаціями та фахівцями з діагностики під час проєктування, експлуатації, обстеження та реабілітації металевих гофрованих труб у транспортних спорудах

деградація; залишковий ресурс; стійкість; експлуатація; споруди
  1. Alam, S., Manzur, T., Matthews, J., Bartlett, C., & Allouche, E.N. (2021). Experimental evaluation of deteriorated CMPs retrofitted by different non-invasive approaches. KSCE Journal of Civil Engineering, 25(11), 4335-4347. doi: 10.1007/s12205-021-2236-6.
  2. ASTM International. (2023). Standard practice for calculation of corrosion rates and related information from electrochemical measurements. Retrieved from https://store.astm.org/g0102-89r15e01.html.
  3. Bryden, C., & Valsangkar, A. (2025). Long-term design life assessment of a corrugated steel pipe culvert rehabilitated with geopolymer liner. Journal of Structural Design and Construction Practice, 30(2). doi: 10.1061/JSDCCC.SCENG-1537.
  4. Castro, G.M., Park, J., Cha, W., Sherik, A., & Santamarina, J.C. (2025). Corrosion processes in metals buried in sediments: Effects of fines content, mineralogy, and degree of saturation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 151(11), article number 04025134. doi: 10.1061/JGGEFK.GTENG-13610.
  5. Chen, Y., Wang, F., Zou, G., Sun, W., & Li, C. (2025). Study on corrosion behavior of X65 steel of buried pipeline under dynamic stray current interference. AIP Advances, 15, article number 065005. doi: 10.1063/5.0276986.
  6. Chenghui, Y.I., Jinshuo, L.I., Qiang, Y.U., Wang, H., Li, B., Wu, J., Chaofang, D., & Xiao, K. (2024). Corrosion behaviour and mechanism of acid-resistant steel in acidic solutions with different Cl- concentrations. Journal of Materials Research and Technology, 30, 7242-7255. doi: 10.1016/j.jmrt.2024.04.239.
  7. Chung, N.T., So, Y.-S., Kim, W.-C., & Kim, J.-G. (2021). Evaluation of the influence of the combination of pH, chloride, and sulfate on the corrosion behavior of pipeline steel in soil using response surface methodology. Materials, 14(21), article number 6596. doi: 10.3390/ma14216596.
  8. Ezzeldin, I., El Naggar, H., & Newhook, J. (2024a). Corrosion performance of buried corrugated galvanized steel under accelerated wetting/drying cyclic corrosion test. Buildings, 14(4), article number 1079. doi: 10.3390/buildings14041079.
  9. Ezzeldin, I., El Naggar, H., & Newhook, J. (2024b). Performance of buried corrugated metal culverts in intact and deteriorated states under surface static loading utilizing full-scale laboratory tests. Tunnelling and Underground Space Technology, 154, article number 106099. doi: 10.1016/j.tust.2024.106099.
  10. Farahani, E.M., Su, Y., Chen, X., Wang, H., Laughorn, T.R., Onesto, F., Zhou, Q., & Huang, Q. (2024). AC corrosion of steel pipeline under cathodic protection: A state-of-the-art review. Materials and Corrosion, 75(3), 290-314. doi: 10.1002/maco.202313955.
  11. Gaber, G.A., Mohamed, L.Z., & Abdelfatah, A. (2023). Study the corrosion issues on galvanized steel induced in water tanks. Chemical Papers, 2023(12), 7539-7549. doi: 10.1007/s11696-023-03043-4.
  12. Giresini, L., Giresini, G., & Sassu, M. (2015). Collapse of corrugated metal culverts during rainstorms: A case study in northern Sardinia (Italy). In IFCRASC15 – Forensic engineering, collapses, structural reliability, consolidation (pp. 285-296.). Rome: Sapienza.
  13. Harkusha, M.V. (2023). The impact of corrosion on the technical condition of road drainage pipes and modern methods of their repair. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 8(39), 57-66. doi: 10.32515/2664-262X.2023.8(39).1.57-66.
  14. Kouchesfehani, Z.K., Darabnoush Tehrani, A., & Najafi, M. (2021). Culvert renewal with cementitious-geopolymer spray-applied pipe lining: Field data collection and assessment. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice, 12(3), article number 04021015. doi: 10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000555.
  15. Lan, W., Wei, B., Li, Q., Feng, B., Wang, F., Bi, W., & Liu, D. (2025). Corrosion mechanisms of pipelines with adjacent coating defects under AC interference: An interfacial process analysis. Materials & Design, 256, article number 114295. doi: 10.1016/j.matdes.2025.114295.
  16. Lassy, B., & Hain, A. (2025). Evaluation of construction methods for ultra-high performance concrete invert linings in corrugated metal pipe culverts. Infrastructures, 10(12), article number 322. doi: 10.3390/infrastructures10120322.
  17. Li, Y., Zhang, W., Jiao, M., Kang, H., & Zhang, J. (2023). Study on stray current corrosion of buried metal in layered soil. International Journal of Electrochemical Science, 18(11), article number 100335. doi: 10.1016/j.ijoes.2023.100335.
  18. Liang, H., Wu, Y., Han, B., Lin, N., Wang, J., Zhang, Z., & Guo, Y. (2024). Corrosion of buried pipelines by stray current in electrified railways: Mechanism, influencing factors, and protection. Applied Sciences, 15(1), article number 264. doi: 10.3390/app15010264.
  19. Liao, H., Jin, J., & Ghatrehsamani, S. (2022). GeoSpray case studies for corrugated steel pipe culvert rehabilitation. In 11th international conference on short and medium span bridges (pp. 1-10). Toronto: Canadian Society for Civil Engineering.
  20. Luchko, Y.Y., & Kovalchuk, V.V. (2021). Technical condition of transportation structures made of corrugated metal constructions. Bridges and Tunnels: Theory, Research, Practice, 19, 38-50. doi: 10.15802/bttrp2021/233873.
  21. Mundra, S., & Provis, J.L. (2021). Mechanisms of passivation and chloride-induced corrosion of mild steel in sulfide-containing alkaline solutions. Journal of Materials Science, 56, 14783-14802. doi: 10.1007/s10853-021-06237-x.
  22. Nakhostin, E., Kenny, S., & Sivathayalan, S. (2022). A numerical study of erosion void and corrosion effects on the performance of buried corrugated steel culverts. Engineering Structures, 260, article number 114217. doi: 10.1016/j.engstruct.2022.114217.
  23. National Corrugated Steel Pipe Association. (2018). Corrugated steel pipe design manual. Dallas: NCSPA.
  24. Premasuriya, A., Lokuge, W., Karunasena, W., & Manalo, A.C. (2025). Performance of the corrugated metal pipe sliplining method using FRP pipes. Tunnelling and Underground Space Technology, 162, article number 106603. doi: 10.1016/j.tust.2025.106603.
  25. Rahmaninezhad, S.M., Jawad, S., Han, J., Al-Naddaf, M., & Parsons, R.L. (2025). Behavior of buried sliplined corrugated metal pipes subjected to footing loading. Frontiers in Built Environment, 11, article number 1532485. doi: 10.3389/fbuil.2025.1532485.
  26. Raut, S., Azizian, M., Chimauriya, H.R., Tehrani, A.D., Najafi, M., & Yu, X. (2024). Three-dimensional finite element modeling of spray-applied pipe liners repaired corrugated metal pipes buried under shallow cover. Transportation Research Record, 2678(9), 574-593. doi: 10.1177/03611981241230534.
  27. Rossi, S., Pinamonti, M., & Calovi, M. (2022). Influence of soil chemical characteristics on corrosion behaviour of galvanized steel. Case Studies in Construction Materials, 17, article number e01257. doi: 10.1016/j.cscm.2022.e01257.
  28. Safari, S., DuBose, T., Head, M.H., Shenton III, H.W., Tatar, J., Chajes, M.J., Karam, J., & Hastings, J.N. (2024). Diagnostic load testing and assessment of a corroded corrugated metal pipe culvert before rehabilitation. Structure and Infrastructure Engineering, 20(7-8), 1149-1158. doi: 10.1080/15732479.2023.2280053.
  29. Taha, M.R., & Murcia, D.H. (2021). Structural retrofit of corroded metal culverts using GFRP SLIP liner. Phase II. New Mexico: University of New Mexico.
  30. Torres, J.E., Amador, A.S., Ortiz-Vasquez, L.F., & Peña-Ballesteros, D.Y. (2024). Corrosion film breakdown of galvanized steel in seawater below 25°C. Emergent Materials, 7(2), 2035-2043. doi: 10.1007/s42247-024-00628-x.
  31. Wang, C., Wang, Y., Xu, S., Li, W., Wang, Y., & Xing, F. (2024a). Assessment of interference scope induced by stray current in the metro depot for the corrosion risk of buried metal pipeline. Electrical Engineering, 106(4), 4277-4296. doi: 10.1007/s00202-023-02223-5.
  32. Wang, C., Xu, S., Li, W., Wang, Y., Shen, G., & Wang, S. (2024b). Multi-physics coupled simulation and experimental investigation of alternating stray current corrosion of buried gas pipeline adjacent to rail transit system. Materials & Design, 247, article number 113394. doi: 10.1016/j.matdes.2024.113394.
  33. Żakowski, K., Szociński, M., & Krakowiak, S. (2025). Assessment methods for DC stray current corrosion hazards in underground gas pipelines: A review focused on rail traction systems. Energies, 18(21), article number 5570. doi: 10.3390/en18215570.
  34. Zou, H., Fang, X., Wu, J., Liu, X., & Liang, Y. (2024). Patterns and causes of interference by stray currents from subways on buried pipelines. Journal of Dynamic Disasters, 1(2), article number 100006. doi: 10.1016/j.jdd.2024.100006.

https://doi.org/10.33744/2308-6645-2026-1-30-88-99