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Korrosionsarten, auf die Stromkabel treffen

Korrosionsarten, auf die Stromkabel treffen

Korrosionsarten, auf die Stromkabel treffen

Inhalt

  1. Einführung
  2. Anodische Korrosion (DC-Streuströme)
  3. Kathodische Korrosion
  4. Galvanische Korrosion
  5. Chemische Korrosion
  6. Wechselstromkorrosion
  7. Lokale Zellkorrosion
  8. Andere Formen der Korrosion

Einführung

Es gibt zahlreiche Arten von Korrosion, aber die, die hier besprochen werden, sind die, mit denen am häufigsten zu rechnen ist unterirdische Stromkabelanlagen.

In dieser ersten Erklärung wird Blei als referenziertes Metall verwendet. Kupfer-Neutralleiter-Korrosion wird hier nicht diskutiert.

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Anodische Korrosion (DC-Streuströme)

Streuströme kommen aus Quellen wie z Schweißarbeiten, fließt zwischen zwei anderen Strukturen und - in den vergangenen Tagen - Straßenbahnsysteme.

Anodische Korrosion ist auf die direkte Übertragung zurückzuführenStrom von der korrodierenden Einrichtung zum umgebenden Medium, normalerweise Erde. An der Korrosionsstelle ist die Spannung an der Korrosionsanlage immer positiv.

Im Beispiel der Bleimantelkorrosion liefert die Leitung niederohmiger Pfad für den Gleichstrom an die Quelle zurückkehren. In einem Bereich, der von dem Punkt entfernt ist, an dem der Strom in die Leitung eintritt, aber in der Nähe des Anfangspunkts dieses Streustroms, verlässt der Strom die Leitungshülle und wird wieder im normalen Gleichstrom-Rückweg aufgenommen.

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

Säubern Sie korrodierte Gruben sind in der Regel die Folge von anodischer Korrosion. Die Produkte der anodischen Korrosion wie Oxide, Chloride oder Bleisulfate werden durch den Stromfluss abgefangen. Wenn Korrosionsprodukte gefunden werden, handelt es sich in der Regel um Bleichlorid oder Bleisulfat, das durch das positive Hüllpotential erzeugt wurde, das die Chlorid- und Sulfationen der Erde an die Leitung anzieht.

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

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Kathodische Korrosion

Korrosion von Metall

Metallkorrosion - Indikator für den StromBewegung zwischen anodischen und kathodischen Bereichen durch den Elektrolyten. Je leitfähiger der Elektrolyt ist, desto höher ist die Geschwindigkeit der Strombewegung und desto schneller beschleunigt die Korrosion.


Kathodische Korrosion tritt weniger häufig auf als anodische Korrosion, insbesondere beim Wegfall der meisten Straßenbahnsysteme.

Diese Form der Korrosion ist normalerweise das Ergebnis der Anwesenheit eines Alkalis oder Alkalisalzes in der Erde. Wenn das Potenzial des Metalls übersteigt -0,3 VoltIn diesen Bereichen kann mit kathodischer Korrosion gerechnet werden.

Bei der kathodischen Korrosion wird das Metall nicht entferntdirekt durch den elektrischen Strom, aber es kann durch die sekundäre Wirkung des durch den Strom erzeugten Alkalis gelöst werden. Wasserstoffionen werden vom Metall angezogen, verlieren ihre Ladung und werden als Wasserstoffgas freigesetzt.

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

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Galvanische Korrosion

Galvanische Korrosion tritt auf, wenn zwei unterschiedliche Metalle in einem Elektrolyten eine metallische Verbindung aufweisen.

Ein Metall wird zum Anode und der andere der Kathode. Die Anode korrodiert und schützt die Kathode, wenn Strom zwischen ihnen im Elektrolyten fließt. Die Leitungshülle eines Kabels kann entweder zur Anode oder zur Kathode einer galvanischen Zelle werden.

Dies kann passieren, weil die Bleimantelung an einer Metallstruktur aus einem unähnlichen Metall geerdet ist und im Allgemeinen eine beträchtliche Länge aufweist.

Kupfer Bodenstangen sind häufig eine Quelle für das andere Metall in derGalvanische Zelle. Die Korrosionskraft einer galvanischen Zelle hängt von den Metallen der Elektroden und dem Widerstand des Elektrolyten ab, in dem sie vorhanden sind. Diese Art der Korrosion kann häufig vorweggenommen und vermieden werden, indem die Konstruktionspraktiken genau beobachtet und Installationen vermieden werden, bei denen unterschiedliche Metalle in der Erde oder einem anderen Elektrolyten miteinander verbunden sind.

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Chemische Korrosion

Chemische Korrosion Dies ist ein Schaden, der vollständig auf chemischen Angriff ohne den zusätzlichen Effekt des Elektronentransfers zurückzuführen ist.

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

Beispiele sind alkalische Lösungen vonunvollständig ausgehärteter Beton, Essigsäure aus verdampftem Holz oder Jute, Abfallprodukte aus Industrieanlagen oder Wasser mit einem großen Anteil an gelöstem Sauerstoff.

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Wechselstromkorrosion

Bis etwa 1970 Wechselstromkorrosion wurde als unwissend empfunden, aber möglich, wegen Kabelschaden.

1907 berichtete Hayden über Tests mit BleiElektroden zeigten, dass der korrosive Effekt kleiner Wechselströme im Vergleich zu den Auswirkungen gleicher Gleichströme weniger als 0,5 Prozent betrug. Spätere Arbeiten mit höheren Wechselstromdichten haben gezeigt, dass Wechselstromkorrosion ein Hauptfaktor für konzentrische Neutralkorrosion sein kann.

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Lokale Zellkorrosion

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

Beispiele sind Variationen in der Konzentrationdes Elektrolyts, durch den das Kabel verläuft, Schwankungen in den Verunreinigungen des Metalls oder ein breites Spektrum an Korngrößen in der Hinterfüllung Diese Konzentrationszellen korrodieren das Metall in Bereichen mit niedriger Ionenkonzentration.

Die differentielle Belüftung ist eine spezifische Form der lokalenZellkorrosion, bei der ein Bereich des Metalls im Vergleich zu nahegelegenen Abschnitten, die normalen Sauerstoffmengen ausgesetzt sind, eine verringerte Sauerstoffzufuhr aufweist.

Der Bereich mit niedrigem Sauerstoffgehalt ist anodisch für den Bereich mit höherem Sauerstoffgehalt, und ein Elektronenfluss tritt durch das bedeckte Material (mit Sauerstoffmangel) zum belichteten Bereich (normaler Sauerstoffpegel) auf.

Differentialbelüftungskorrosion ist üblichErdkabel, aber die Korrosionsrate ist im Allgemeinen eher gering. Beispiele für Situationen, die diese Form der Korrosion verursachen können, sind nackte Ummantelungen oder neutrale Drähte, die in einem nassen oder schlammigen Kanal verlegt werden oder wo im Kanallauf Tiefpunkte liegen, die Wasser über eine gewisse Entfernung halten können.

Ein Kabel, das in einem Kanal installiert ist und dann in einen direkten vergrabenen Abschnitt geht, ist ein weiteres gutes Beispiel für eine mögliche differentielle Belüftungskorrosionsbedingung.

Differentialbelüftungskorrosion macht Kupfer hellgrün.

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Andere Formen der Korrosion

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

Der Lebenszyklus von anaeroben Bakterien hängt davon abdie Reduktion von Sulfatmaterialien anstelle des Verbrauchs an freiem Sauerstoff. Korrosion, die von anaeroben Bakterien herrührt, produziert Kalzium- oder Wasserstoffsulfide und kann von einem starken Schwefelwasserstoffgeruch und dem Aufbau eines schwarzen Schleims begleitet sein.

Diese Art von Korrosion ist für Stahlrohre und Schachtzubehör schädlicher als für Bleimantelungen.

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Ressource: Elektrokabeltechnik - William A. Thue

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