Kabel

Korrosionstypen mit Stromkabeln

Anonim

Korrosionstypen mit Stromkabeln

Inhalt

  1. Einführung
  2. Anodische Korrosion (Streustromströme)
  3. Kathodische Korrosion
  4. Galvanische Korrosion
  5. Chemische Korrosion
  6. AC-Korrosion
  7. Lokale Zellkorrosion
  8. Andere Arten von Korrosion

Einführung

Es gibt zahlreiche Arten von Korrosion, aber diejenigen, die hier diskutiert werden, sind diejenigen, die am häufigsten mit unterirdischen Stromkabelanlagen angetroffen werden .

In dieser anfänglichen Erläuterung wird Blei als das referenzierte Metall verwendet. Kupfer-Neutraldraht-Korrosion wird hier nicht diskutiert.

Gehe zu Inhalt ↑

Anodische Korrosion (Streustromströme)

Streustromströme kommen aus Quellen wie Schweißarbeiten, Strömungen zwischen zwei anderen Strukturen und - in früheren Zeiten - Straßenbahnsystemen.

Die anodische Korrosion beruht auf der Übertragung von Gleichstrom von der korrodierenden Einrichtung auf das umgebende Medium, üblicherweise Erde. Bei der Korrosion ist die Spannung an der Korrosionsanlage immer positiv.

In dem Beispiel der Bleimantelkorrosion stellt die Leitung einen Weg mit niedrigem Widerstand bereit, damit der Gleichstrom zu seiner Quelle zurückkehrt. In einem Bereich entfernt von dem Punkt, an dem der Strom in die Leitung eintritt, aber in der Nähe des Anfangspunkts dieses Streustroms, verlässt der Strom die Bleimuffe und wird wieder in dem normalen DC-Rückweg aufgenommen.

Der Eintrittspunkt des Streustroms führt gewöhnlich nicht zu Bleikorrosion, aber der Austrittspunkt ist häufig eine Korrosionsstelle.

Saubere korrodierte Seitenwände sind in der Regel das Ergebnis anodischer Korrosion. Die Produkte der anodischen Korrosion wie Oxide, Chloride oder Bleisulfate werden durch den Stromfluss weggeworfen. Wenn irgendwelche Korrosionsprodukte gefunden werden, sind sie in der Regel Bleichlorid oder Bleisulfat, das durch das positive Mantelpotential erzeugt wurde, das die Chlorid- und Sulfationen in der Erde zum Blei anzieht.

In schweren anodischen Fällen kann Bleiperoxid gebildet werden. Chloride, Sulfate und Carbonate von Blei sind weiß, während Bleiperoxid schokoladenbraun ist.

Gehe zu Inhalt ↑

Kathodische Korrosion

Korrosion von Metall - Indikativ für die aktuelle Bewegung zwischen anodischen und kathodischen Bereichen durch den Elektrolyten. Je stärker der Elektrolyt leitfähig ist, desto höher ist die Geschwindigkeit der Strombewegung und desto schneller beschleunigt sich die Korrosionsrate.

Die kathodische Korrosion tritt weniger häufig auf als die anodische Korrosion, insbesondere bei Wegfall der meisten Straßenbahnsysteme.

Diese Form der Korrosion ist gewöhnlich das Ergebnis der Gegenwart eines Alkali- oder Alkalisalzes in der Erde. Wenn das Potential des Metalls -0, 3 Volt übersteigt, kann in diesen Bereichen eine kathodische Korrosion erwartet werden.

Bei der kathodischen Korrosion wird das Metall nicht direkt durch den elektrischen Strom entfernt, sondern es kann durch die sekundäre Wirkung des Alkali, das durch den Strom erzeugt wird, gelöst werden. Wasserstoffionen werden vom Metall angezogen, verlieren ihre Ladung und werden als Wasserstoffgas freigesetzt.

Dies führt zu einer Abnahme der Wasserstoffionenkonzentration und die Lösung wird alkalisch. Das letzte durch Blei unter kathodischen Bedingungen gebildete Korrosionsprodukt ist gewöhnlich Bleimonoxid und Blei / Natriumcarbonat. Das auf diese Weise gebildete Bleimonoxid hat eine leuchtend orange / rote Farbe und ist ein Hinweis auf die kathodische Korrosion von Blei.

Gehe zu Inhalt ↑

Galvanische Korrosion

Galvanische Korrosion tritt auf, wenn zwei verschiedene Metalle in einem Elektrolyt eine metallische Verbindung zwischen ihnen aufweisen.

Ein Metall wird zur Anode und das andere zur Kathode . Die Anode korrodiert und schützt die Kathode, wenn Strom in dem Elektrolyt zwischen ihnen fließt. Die Bleihülle eines Kabels kann entweder zur Anode oder zur Kathode einer galvanischen Zelle werden.

Dies kann geschehen, weil die Leitungshülle an einer metallischen Struktur aus einem unähnlichen Metall geerdet ist und im allgemeinen eine beträchtliche Länge aufweist.

Kupferne Erdungsstäbe sind häufig eine Quelle des anderen Metalls in der galvanischen Zelle. Die korrosive Kraft einer galvanischen Zelle hängt von den Metallen ab, aus denen die Elektroden bestehen, und dem Widerstand des Elektrolyten, in dem sie existieren. Diese Art von Korrosion kann oft vorhergesehen und vermieden werden, indem die Konstruktionspraktiken genau überwacht werden und Installationen vermieden werden, bei denen verschiedene Metalle in der Erde oder einem anderen Elektrolyten miteinander verbunden sind.

Gehe zu Inhalt ↑

Chemische Korrosion

Chemische Korrosion ist eine Beschädigung, die vollständig auf einen chemischen Angriff ohne den zusätzlichen Effekt des Elektronentransfers zurückzuführen ist.

Die Art von Chemikalien, die Blei auflösen können, sind normalerweise starke Konzentrationen von Alkali oder Säure.

Beispiele umfassen alkalische Lösungen von unvollständig ausgehärtetem Beton, Essigsäure aus verflüchtigtem Holz oder Jute, Abfallprodukte von Industrieanlagen oder Wasser mit einer großen Menge an gelöstem Sauerstoff.

Gehe zu Inhalt ↑

AC-Korrosion

Bis etwa 1970 wurde AC-Korrosion als ein insignifizierendes, aber mögliches Kabelschadensrisiko empfunden.

Hayden berichtete 1907 über Tests mit Bleielektroden und zeigte, dass der korrosive Effekt von kleinen Wechselströmen weniger als 0, 5 Prozent im Vergleich zu den Effekten gleicher Gleichströme betrug. Spätere Arbeiten mit höheren Wechselstromdichten haben gezeigt, dass AC-Korrosion ein Hauptfaktor bei der konzentrischen neutralen Korrosion sein kann.

Gehe zu Inhalt ↑

Lokale Zellkorrosion

Die lokale Zellkorrosion, auch als differentielle Belüftung in einer bestimmten Form bezeichnet, wird durch Elektrolysezellen verursacht, die durch eine inhomogene Umgebung entstehen, in der das Kabel installiert ist.

Beispiele umfassen Variationen in der Konzentration des Elektrolyten, durch den das Kabel hindurchtritt, Variationen in den Verunreinigungen des Metalls oder einen großen Bereich von Korngrößen in der Hinterfüllung. Diese Konzentrationszellen korrodieren das Metall in Bereichen mit niedriger Ionenkonzentration.

Die differentielle Belüftung ist eine spezifische Form der lokalen Zellkorrosion, bei der ein Bereich des Metalls eine verringerte Sauerstoffversorgung im Vergleich zu benachbarten Abschnitten aufweist, die normalen Sauerstoffmengen ausgesetzt sind.

Der Bereich mit niedrigem Sauerstoff ist anodisch zu dem Bereich mit höherem Sauerstoff und ein Elektronenstrom tritt durch das umhüllte (sauerstoffarme) Material zu dem exponierten Bereich (normales Sauerstoffniveau) auf.

Differentielle Belüftungskorrosion ist für unterirdische Kabel üblich, aber die Korrosionsrate ist im Allgemeinen eher langsam. Beispiele für Situationen, die diese Form der Korrosion verursachen können, sind ein Abschnitt mit blanken Umhüllungen oder neutralen Drähten, die in einem nassen oder schmutzigen Kanal verlegt sind oder an denen niedrige Stellen im Kanal verlaufen, die Wasser für eine gewisse Entfernung halten können.

Ein Kabel, das in einem Kanal installiert wird und dann das Kabel in einen direkt vergrabenen Abschnitt führt, ist ein weiteres gutes Beispiel für einen möglichen differentiellen Belüftungskorrosionszustand.

Durch differentielle Belüftungskorrosion wird Kupfer hellgrün.

Gehe zu Inhalt ↑

Andere Arten von Korrosion

Es gibt zahlreiche andere Formen der Korrosion, die möglich sind, aber die wahrscheinlichsten Ursachen wurden vorgestellt. Ein Beispiel für eine andere Form von Korrosion ist die mikrobiologische Wirkung von anaeroben Bakterien, die in sauerstoffreichen Umgebungen mit pH-Werten zwischen 5, 5 und 9, 0 existieren können.

Der Lebenszyklus von anaeroben Bakterien hängt eher von der Reduktion von Sulfatmaterialien als von dem Verbrauch von freiem Sauerstoff ab. Korrosion, die von anaeroben Bakterien herrührt, erzeugt Sulfide von Calcium oder Wasserstoff und kann von einem starken Geruch von Schwefelwasserstoff und einer Ansammlung von schwarzem Schleim begleitet sein.

Diese Art von Korrosion ist für Stahlrohre und Schachtbauteile schädlicher als für Bleimäntel.

Gehe zu Inhalt ↑

Ressource: Elektrische Energiekabeltechnik - William A. Thue

Verwandte elektrische Anleitungen und Artikel

SUCHE: Artikel, Software und Anleitungen