Виды коррозии оболочек силовых кабелей

Виды коррозии оболочек силовых кабелей

Введение

Коррозия разделяется на множество видов, но тот из них, который рассмотрен ниже, наиболее часто встречается в подземном кабельном оборудовании.

В данном предварительном объяснении как пример металла будет приводиться свинец. Медь невосприимчива к ржавчине, поэтому здесь она обсуждаться не будет.

Коррозия анода (паразитные постоянные токи)

Источники паразитных постоянных токов — это, например, сварка, токи между двумя разными структурами, а также городской рельсовый транспорт (ранее).

Коррозия анода появляется из-за передачи постоянного тока от ржавеющего оборудования в окружающую среду — как правило, в землю. В точке коррозии напряжение на коррозирующем оборудовании всегда положительно.

В случае с коррозией свинцовой оболочки свинец обеспечивает путь низкого сопротивления для постоянного тока. По нему ток идет обратно к своему источнику. В зоне, расположенной далеко от точки вхождения тока в свинец, но близко к точке перехвата этого паразитного тока, он покидает свинцовую оболочку и опять переходит в обычный путь возврата тока.

В точке входа паразитного тока появление ржавчины маловероятно, но в точке его выхода она возникает довольно часто.

Результатом коррозии анода обычно являются специфические углубления с чистыми поверхностями по бокам. Продукты коррозии анода — оксиды, хлориды или сульфаты свинца, уносятся движением электричества. В случае обнаружения продуктов коррозии они, как правило, бывают хлоридом или сульфатом свинца, продуктами положительного потенциала оболочки, притягивающей ионы хлорида или сульфата из почвы к свинцу.

При сильной коррозии анода может произойти образование перекиси свинца. Хлориды, сульфаты и свинцовые углекислые соли белые по цвету, а перекись свинца обладает шоколадно-коричневым оттенком.

Коррозия катода

Коррозия металла указывает на движение тока между анодом и катодом через электролит. Чем выше проводимость электролита, тем быстрее движется ток, и, соответственно, происходит ржавение.

Коррозия катода — более редкое явление, чем коррозия анода, особенно при уменьшении количества рельсового транспорта в городах. Она обычно вызывается присутствием в земле щелочи или ее солей. Там, где металла обладает потенциалом свыше -0.3 вольта, возникновение коррозии катода весьма закономерно.

При коррозии катода металл не уносится током в прямом смысле. Однако его может растворить порожденная электричеством щелочь при своем вторичном действии. Ионы водорода, примагнитившись к металлу, лишаются заряда, превращаются в газ и выходят наружу.

Из-за этого снижается концентрация ионов водорода, и в растворе повышается концентрация щелочи. Конечный коррозийный продукт, формируемый свинцом в катоде, является не чем иным, как одноокисью свинца вместе со свинцовой или натриевой углекислой солью. Такая одноокись свинца обладает ярко выраженным оранжевым или красным цвет и наглядно демонстрирует присутствие коррозии катода.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия происходит в результате металлической связи двух разных металлов в электролите. В этом случае, один металл превращается в анод, а другой — в катод. Анод ржавеет, предохраняя катод, в то время как между ними в электролите движется ток. Свинцовая оболочка кабеля в гальваническом элементе может сыграть роль как анода, так и катода. Это весьма вероятно, ведь свинцовая оболочка заземляется на металлическую структуру, изготовленную из металла другого рода, и обычно обладает немалой длиной.

Роль альтернативного металла гальванического элемента часто выполняют медные стержни заземления. Сила коррозии гальванического элемента варьируется в зависимости от металла, являющегося составной частью электродов и сопротивления электролита, в который они помещены. Этот тип коррозии зачастую можно распознать заранее и предотвратить, если как следует контролировать строительство и не допускать соединяются разных металлов в электролитах, например, в почве.

Химическая коррозия

Химическая коррозия — ржавчина, вызванная только химическими веществами, без дополнительного эффекта переноса электронов. Соединения, разрушительные для свинца — это прежде всего концентрированные кислоты или щелочи. Например, щелочной раствор от не совсем выдержанного бетона, уксусная кислота, возникшая после испарения дерева или джута, отходы промышленного производства или обыкновенная вода, сильно насыщенная кислородом.

Коррозия переменного тока

Где-то до 1970 года, коррозия переменного тока считалась незначительной, но вполне вероятной причиной повреждения кабелей.

В 1907 году Хайген доложил о тестах, проведенных на свинцовых электродах, продемонстрировавших, что коррозийный эффект малого переменного тока занимает менее половины процента в сравнении с эффектом такого же по величине постоянного тока. Более поздняя работа с использованием высокой плотности переменного тока выявила тот факт, что ржавчина от переменного тока может стать одним из ключевых факторов концентрической нейтральной коррозии.

Коррозия местного гальванического элемента

Коррозия местного гальванического элемента, являющаяся особым подвидом дифференциальной аэрации, вызывается электролитическим элементом, создаваемым неоднородной средой, в которой находится кабель.

В качестве примеров можно привести изменения концентрации электролита, содержащего в себе кабель, чистоты металла, и разницу в размерах гранул, используемых при засыпке кабеля. Эти элементы концентрации вредят металлу в областях с малым количеством ионов.

Дифференциальная аэрация — особая форма коррозии местного гальванического элемента, при которой одна область металла меньше контактирует с кислородом, чем близлежащие участки с нормальным доступом кислорода. Низкокислородная область играет роль анода по отношению к области, где кислорода больше, и поток электронов протекает через закрытый (без кислорода) участок материала по направлению к открытому (с нормальным значением кислорода).

Коррозия дифференциальной аэрации иногда наблюдается в кабелях, расположенных под землей, но она обычно проходит очень медленно.

Ситуации, приводящие к коррозии этого типа, — это, например, участки оголенной оболочки или нейтральных проводов, находящиеся во влажной или грязной среде, а также влага, приникшая в нижние участки проходящего канала. Еще один пример благоприятных условий коррозии дифференциальной аэрации — кабель, расположенный в канале, но после этого выходящий на сам закопанный участок.

Коррозия дифференциальной аэрации придает меди ярко-зеленую окраску.

Другие формы коррозии

Есть большое количество других видов возможной коррозии, но в данной статье были описаны наиболее распространенные. Например, еще один тип коррозии — микробиологическое воздействие анаэробных бактерий, порой возникающее в среде без кислорода, и pH в интервале от 5.5 до 9.0.

Жизненный цикл анаэробных бактерий зависит от сокращения сульфатных материалов, а не от наличия кислорода. Продуктами ржавчины, которую они вызывают, являются сульфиды кальция или водорода. Она может сильно пахнуть сероводородом и источать черную слизь. Данный тип коррозии является более разрушительным для стальных труб и оборудования смотровых люков, чем для свинцовых оболочек кабелей.

Рубрики1

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*