دلایل خوردگی و زنگ زدگی در اسپلایس های خطوط هوایی توزیع و انتقال برق

دلایل خوردگی و زنگ زدگی در اسپلایس های خطوط هوایی توزیع و انتقال برق

چکیده :

در این مقاله دلایل خوردگی و زنگ زدگی در اسپلایس های خطوط هوایی توزیع و انتقال برق تشریح شده و روش های لازم برای جلوگیری آن مانند استفاده از گریس های آنتی اکسیدان درون اسپلایس و بر روی هادی های خطوط برق بیان شده است.

هزینه ی سالانه ی ناشی از خوردگی فلزات در سراسر جهان 2/2 تریلیون دلار است و در حال حاضر بر اساس آمار کنگره ایالت متحده 429 میلیارد دلار در آمریکا تخمین زده می شود. خوردگی که منجر به خرابی هواپیما، لوله کشی ها، پل ها و دیگر ساختارهای حیاتی می شود توجه و تبلیغات زیادی را دریافت کردند. اما دیگر خرابی هایی که ناشی از خوردگی هستند مورد توجه زیادی قرار نمی گیرند.

اسپلایس خطوط هوایی

خوردگی می تواند به عنوان تخریب فلزات بوسیله ی فرآیندهای شیمیایی و الکتروشیمیایی تعریف شود. محصولات خوردگی در بسیاری از موارد اکسیدها، هیدروکسیدها، سولفیدها، سولفات ها و کربنات هستند.

این نشان دهنده ی بازگشت به حالت طبیعی است که در آن فلزات مشترک بسیاری مانند سنگ فلزات انجام می دهد.

انواع مختلفی از خوردگی وجود دارد. خوردگی اتمسفری مانند زنگ زدگی بر روی سطح فلزات آهنی(دارای ترکیبات آهنی) یک مثال از حمله ی شیمیایی مستقیم است. اکسیداسیون یک حمله ی شیمیایی مستقیم است که فقط به اکسیژن نیاز است. برای اینکه اکسیداسیون اتفاق بیفتد نیاز به رطوبت نیست.

اکسیدها  فوراً بر روی مس و آلومینیوم در معرض هوا بوجود می آیند. اکسیدهای سطح مس نرم بوده و رسانای الکتریکی است در مقابل با آلیاژ آلومینیوم که اکسید غیرقابل نفوذ می باشد.

اکسید آلومینیوم غیر رسانای الکتریکی است و ضخامت اکسید با زمان و درجه حرارت افزایش می یابد. کاتالیزورهای اضافی در جو (اتمسفر) دی اکسید کربن، بخار آب، گوگرد، سدیم و ترکیبات کلر می باشند و شدت حمله به طور مستقیم به مقدار این ترکیبات در محیط کار مربوط می شود.

 تصویر 1زنگ زدگی اسپلایس

  اگرچه اسپلایس و دیگر اتصالات (کانکتورها) و تجهیزات خطوط انتقال و توزیع هوایی در معرض خوردگی مستقیم با ایجاد حفره و دیگر تغییرات سطح خارجی هستند ولی آنها معمولاً خرابی الکتریکی و مکانیکی را منجر نمی شوند با یک استثنا و آن اکسیداسیون اجزای داخلی اسپلایس آلومینیوم و هادی می باشد. گسترش اکسیداسیون باعث افزایش مقاومت تماسی، ایجاد حرارت می شود و متعاقب آن خرابی اسپلایس تا حدودی منجر به خرابی کلمپ های انتهایی و دیگر اتصالات پرسی حامل جریان می شود.

مهمترین نوع خوردگی که قابل توجه است و بر طول عمر و عملکرد اسپلایس تاثیر می گذارد خوردگی گالوانیک می باشد. تقریبا هرکسی با خوردگی گالوانیک حداقل آشنایی را دارد اما ممکن است از بعضی علل و مشخصات آن آگاهی نداشته باشد.

خوردگی گالوانیک یک فرآیند الکتروشیمیایی است که شامل حضور فلز در یک الکترولیت است. این بطور معمول، به دو فلز غیر مشابه از پتانسیل الکتریکی متفاوت در حضور یک الکترولیت نیاز دارد.

 همه ی فلزات یک پتانسیل الکتریکی نسبی خاص دارند که در تصویر زیر مربوط به چارت سری گالوانیک نشان داده شده است.

تصویر 2 

اسپلایس و چارت گالوانیک

 

زمانیکه فلزات با پتانسیل الکتریکی متفاوت در حضور رطوبت (الکترولیت) در تماس هستند، یک انرژی الکتریکی کم، از فلز دارای پتانسیل بالاتر (آند) به فلز دارای پتانسیل پایین تر (کاتد) جریان می یابد. این عمل گالوانیک در شکل زیر بصورت گرافیکی نشان داده شده است.

 تصویر 3پدیده گالوانیک در اسپلایس

 فرآیند واقعی شامل یک واکنش آند، انتقال الکترون ها از طریق فلز از آند به کاتد و هدایت یون ها از طریق محلول الکترولیت است. خوردگی در منطقه ی آند (کمتر نجیب) رخ می دهد در حالی که منطقه ی کاتد (بیشتر نجیب) محافظت شده است.

این فرآیند عمدتاً در سیستم های حفاظت کاتدیک برای جلوگیری از خوردگی خطوط لوله ی زیرزمینی و دیگر سازه ها و تجهیزات صورت می گیرد.

قبلاً ذکر شد که خوردگی گالوانیک معمولاً ناشی از دو فلز متفاوت است اما  ممکن است خوردگی گالوانیک در یک تک فلز در شرایط خاص بوجود آید.

اگر یک شکاف یا درز عمیق گسترش یابد می تواند محل اجتماع رطوبت باشد. این ممکن است یک خوردگی گالوانیک را در یک فلز ایجاد کند.

تشخیص این نکته مهم است که برای اینکه یک خوردگی گالوانیک رخ دهد نیاز به حضور عنصری می باشد و آن عنصر، رطوبت است. اگر رطوبت وجود نداشته باشد هیچ الکترولیتی وجود ندارد و بنابراین خوردگی گالوانیکی هم رخ نخواهد داد.

من می خواهم توجه شما را به یک ویژگی جالب در تصویر 2 جلب کنم و آن اختلاف در پتانسیل فعال (اکتیو) و غیرفعال (پسیو) نوع های 304 و 316 فولاد  ضدزنگ می باشد.

قرار گرفتن در معرض آب های دور از معرض هوا یا راکد باعث می شود فولاد ضدزنگ پسیو (غیرفعال) به بسیار فعال (اکتیو) تبدیل شود. این ویژگی را می توان در دیگر فلزات سری گالوانیک دید.

پیل های گالوانیک اسپلایس خط برق توسط نفوذ رطوبت، نمک و دیگر سطوح و آلوده کننده های هوا ایجاد می شوند.

اگر تبخیر رطوبت به تاخیر بیافتد یک پیل الکترولیتی ایجاد می شود این علت اولیه خوردگی داخلی اسپلایس است، کهنگی تجهیز باعث شتاب این امر می شود و مقاومت تماسی بالاتر تغییر مسیر جریان داینامیک را نتیجه می دهد. این همچنین اهمیت تمیز کردن مناسب هادی و آماده سازی برای حذف اکسید آلومینیوم غیر رسانا، بلافاصله قبل از نصب اسپلایس و استفاده از ماده ای مناسب (که واکنش شیمیایی را متوقف می کند) برای مهر و موم منطقه ی تماس و شکاف رشته های هادی را تایید می کند. در حقیقت این ماده مهر و موم کننده، گریس آنتی اکسیدان می باشد.

 

 

منبع

http://classicconnectors.com/corrosion-and-splices/

 

  • ۱۳۹۵/۰۶/۲۵
  • 0
این مطلب را به اشتراک بگذارید
avatars
نویسنده : تیم تولید محتوای ایکهربا

نظرات خود را با ما درمیان بگذارید

مطالب مرتبط