Типы коррозии, связанные с силовыми кабелями
содержание
- Введение
- Анодная коррозия (бесступенчатые токи постоянного тока)
- Катодная коррозия
- Гальваническая коррозия
- Химическая коррозия
- Коррозия переменного тока
- Локальная клеточная коррозия
- Другие формы коррозии
Введение
Существует множество видов коррозии, но те, которые обсуждаются здесь, - это те, которые, скорее всего, встречаются с подземными силовыми кабелями.
В этом первоначальном объяснении свинец будет использоваться в качестве ссылочного металла. Здесь не обсуждается коррозионная коррозия медной проволоки.
Перейти к содержанию ↑
Анодная коррозия (бесступенчатые токи постоянного тока)
Посторонние токи постоянного тока поступают из таких источников, как сварочные работы, потоки между двумя другими структурами и - в дни, прошедшие через уличные железнодорожные системы.
Анодная коррозия связана с переносом постоянного тока от коррозионного объекта к окружающей среде, обычно к земле. В точке коррозии напряжение всегда положительное на корпусе коррозии.
В примере коррозии свинцовой оболочки свинец обеспечивает низкий путь сопротивления постоянному току, чтобы вернуться к его источнику. В некоторой области, удаленной от точки, в которой ток входит в начало, но вблизи начальной точки этого рассеянного тока, ток выходит из свинцовой оболочки и снова поднимается в нормальном обратном пути постоянного тока.
Точка входа блуждающего тока обычно не приводит к коррозии свинца, но точка выхода часто является местом коррозии.
Чистые односторонние корродированные ямы обычно являются результатом анодной коррозии. Продукты анодной коррозии, такие как оксиды, хлориды или сульфаты свинца, удаляются потоком тока. Если обнаружены какие-либо продукты коррозии, они обычно представляют собой хлорид свинца или сульфат свинца, который был создан положительным потенциалом оболочки, который притягивает хлорид и сульфат-ионы в земле к свинцу.
В тяжелых анодных случаях может образовываться пероксид свинца. Хлориды, сульфаты и карбонаты свинца являются белыми, а пероксид свинца - шоколадно-коричневый.
Перейти к содержанию ↑
Катодная коррозия
Коррозия металла. Индикация движения тока между анодной и катодной областями через электролит. Чем более проводящий электролит, тем выше скорость движения и ускоряется скорость коррозии.
Катодная коррозия встречается менее жестко, чем анодная коррозия, особенно с устранением большинства уличных железнодорожных систем.
Эта форма коррозии обычно является результатом присутствия щелочной или щелочной соли в земле. Если потенциал металла превышает -0, 3 В, в этих областях можно ожидать катодной коррозии.
При катодной коррозии металл не удаляется непосредственно электрическим током, но он может быть растворен вторичным действием щелочи, создаваемой током. Ионы водорода притягиваются к металлу, теряют заряд и выделяются в виде газообразного водорода.
Это приводит к уменьшению концентрации ионов водорода, и раствор становится щелочным. Конечным продуктом коррозии, образованным свинцом в катодных условиях, является обычно монооксид свинца и карбонат свинца / натрия. Полученный таким образом оксид свинца имеет ярко-оранжевый / красный цвет и является показателем катодной коррозии свинца.
Перейти к содержанию ↑
Гальваническая коррозия
Гальваническая коррозия возникает, когда два разнородных металла в электролите имеют металлическую связь между ними.
Один металл становится анодом, а другой - катодом. Анод корродирует и защищает катод, поскольку ток течет в электролите между ними. Проводная оболочка кабеля может стать либо анодом, либо катодом гальванической ячейки.
Это может произойти из-за того, что свинцовая оболочка заземлена на металлическую конструкцию из разнородного металла и имеет значительную длину.
Медные стержни заземления часто являются источником другого металла в гальванической ячейке. Сила коррозии гальванической ячейки зависит от металлов, составляющих электроды, и от сопротивления электролита, в котором они существуют. Такой тип коррозии часто можно ожидать и избегать, внимательно следя за методами строительства и устраняя установки, имеющие разные металлы, соединенные вместе в земле или другом электролите.
Перейти к содержанию ↑
Химическая коррозия
Химическая коррозия - это ущерб, который может быть полностью связан с химическим воздействием без дополнительного воздействия переноса электрона.
Типом химических веществ, которые могут разрушать свинец, обычно являются сильные концентрации щелочи или кислоты.
Примеры включают щелочные растворы из неполностью отвержденного бетона, уксусной кислоты из улетученной древесины или джута, отходы промышленных предприятий или воды с большим количеством растворенного кислорода.
Перейти к содержанию ↑
Коррозия переменного тока
До 1970 года коррозия переменного тока считалась неуязвимой, но возможной причиной повреждения кабеля.
В 1907 году Хейден докладывал об испытаниях свинцовыми электродами, показал, что коррозионное действие малых токов переменного тока было менее 0, 5% по сравнению с эффектами равных токов постоянного тока. Более поздние работы с использованием более высоких плотностей переменного тока показали, что коррозия переменного тока может быть основным фактором концентрической нейтральной коррозии.
Перейти к содержанию ↑
Локальная клеточная коррозия
Местная клеточная коррозия, также известная как дифференциальная аэрация в определенной форме, вызвана электролитическими ячейками, которые создаются в неоднородной среде, где установлен кабель.
Примеры включают изменения концентрации электролита, через которые проходит кабель, изменения примесей металла или широкий диапазон размеров зерен в засыпке. Эти клетки концентрации вызывают коррозию металла в областях с низкой концентрацией ионов.
Дифференциальная аэрация является специфической формой локальной клеточной коррозии, где одна часть металла имеет пониженное содержание кислорода по сравнению с соседними участками, которые подвергаются воздействию нормальных количеств кислорода.
Низкая кислородная область анодна для более высокой области кислорода, и электронный поток протекает через покрытый (кислородно-голодный) материал до открытой области (нормальный уровень кислорода).
Дифференциальная аэрационная коррозия распространена для подземных кабелей, но скорость коррозии обычно довольно медленная. Примеры ситуаций, которые могут вызвать эту форму коррозии, включают в себя участок голой оболочки или нейтральных проводов, которые укладываются во влажный или мутный канал или там, где в прогоне есть низкие точки, которые могут удерживать воду на некоторое расстояние.
Кабель, который установлен в канале, а затем кабель переходит в прямую погребенную часть, является еще одним хорошим примером возможного условия дифференциальной аэрации.
Дифференциальная аэрационная коррозия превращает медь в ярко-зеленый цвет.
Перейти к содержанию ↑
Другие формы коррозии
Существует множество других форм коррозии, которые возможны, но были представлены наиболее вероятные причины. Примером другой формы коррозии является микробиологическое действие анаэробных бактерий, которое может существовать в кислородно-средовых средах с значениями рН от 5, 5 до 9, 0.
Жизненный цикл анаэробных бактерий зависит от сокращения сульфатных материалов, а не от потребления свободного кислорода. Коррозия, вызывающая анаэробные бактерии, вырабатывает сульфиды кальция или водорода и может сопровождаться сильным запахом сероводорода и образованием черной слизи.
Этот тип коррозии более вреден для стальных труб и оборудования для люков, чем для изготовления оболочек.
Перейти к содержанию ↑
Ресурс: Электрическая кабельная техника - Уильям А. Туэ