- •Лекція №13 з навчальної дисципліни
- •Тема 3: «Корозія лінійних споруд зв’язку та міри захисту від неї»
- •1. Види та класифікація корозій
- •2. Ґрунтова корозія
- •3. Електрична та міжкристалітна корозія
- •4. Заходи захисту від ґрунтової корозії
- •5. Заходи захисту від електричної та механічної корозії
- •6. Електрична та міжкристалічна корозія
Лекція №13 з навчальної дисципліни
“ЛІНІЇ ПЕРЕДАЧІ”
Тема 3: «Корозія лінійних споруд зв’язку та міри захисту від неї»
Заняття. Лекція 13 “Корозія ліній зв’язку.”
Навчальні питання лекції:
1. |
Види та класифікація корозій. |
2. |
Ґрунтова корозія. |
3. |
Електрична та міжкристалітна корозія. |
4. |
Заходи захисту від ґрунтової корозії. |
5. |
Заходи захисту від електричної та механічної корозії. |
6. |
Електрична та міжкристалічна корозія. |
Навчально-матеріальне забезпечення:
1. Лектор-2000
2. Слайди за темою лекції.
Навчальна література:
-
И.И. Гроднев., С.М. Верник. Линии святи. М.1988
-
І.П. Панфілов, В.Ю.Дирда Теорія електричного з’вязку.
-
Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов/ В.И. Иванов и др.-М.: Горячая линия, 2003.-232с.:ил.
-
Кабельно-линейные сооружения связи. Под редакцией Н.З.Хакимова. М.1973.
1. Види та класифікація корозій
Корозія – процес руйнування металевих оболонок кабелів (свинцевих, сталевих, алюмінієвих), а також захисних і екрануючих покривів (сталевої броні, мідних і алюмінієвих екранів) внаслідок хімічного, механічного та електричного впливу навколишнього середовища.
Розрізняють наступні види корозії:
– ґрунтову (електрохімічну);
– міжкристалічну (механічну);
– електрокорозію (корозію блукаючими струмами).
Корозія оболонок призводить до втрати герметичності кабелів зв'язку, погіршення їх електричних властивостей і у ряді випадків виводить кабель з ладу. Руйнуюча дія корозії характеризується наступними даними: 1А блукаючого в землі струму призводить до втрати протягом року 12 кг сталі, 36 кг свинцю, 100 кг алюмінію.
Рисунок 1 – Струми корозії: «+» – анодна зона; «–» – катодна зона;
1 – оболонка кабелю; 2 – струми корозії
Залежно від характеру взаємодії оболонки кабелю і ґрунту, в якому він знаходиться, а також від проходження блукаючого струму, вздовж кабелю утворюються анодні, катодні або знакозмінні зони.
Анодною зоною називається ділянка кабелю, на якій він має позитивний електричний потенціал по відношенню до навколишнього середовища. В цій зоні струми стікають з оболонки, відносячи частинки металу і руйнуючи її.
Катодною зоною називається ділянка кабелю, на якій він має негативний електричний потенціал по відношенню до навколишнього середовища. В цій зоні струм втікає в оболонку, не створюючи небезпеки її руйнування.
Знакозмінною зоною називається ділянка, на якій має місце чергування позитивних і негативних потенціалів по відношенню до землі.
Швидкість корозії залежить від струму, що протікає між анодом і катодом, і природи процесів. Її можна визначити по формулі:
,
де UK та Ua – катодний та анодний потенціали; Sа – площа анодної ділянки; R – внутрішній опір кола; k – коефіцієнт, який визначається числом Фарадея.
2. Ґрунтова корозія
Ґрунтовою корозією називається процес руйнування металевої оболонки кабелю, викликаний електрохімічною взаємодією металу з оточуючим його ґрунтом. Основними причинами, що викликають ґрунтову корозію, є: вміст в ґрунті вологи, органічних речовин, солей, кислот, лугів, неоднорідність оболонки кабелю, неоднорідність хімічного складу ґрунту, дотичного з оболонкою кабелю, нерівномірне проникнення кисню повітря до оболонки кабелю. В результаті на поверхні металу утворюються гальванічні пари, що супроводжується циркуляцією струму між металом і навколишнім середовищем (рис. 1). В місцях виходу струмів з оболонки кабелю в ґрунт утворюються анодні зони, в яких і відбувається руйнування оболонки.
Відома також біологічна корозія, обумовлена дією мікроорганізмів (бактерій), які, змінюючи хімічний склад ґрунту, прискорюють процес корозії.
Інтенсивність корозії залежить від ступеня агресивності середовища, яке характеризується двома параметрами: питомим опором ґрунту ρ і хімічною характеристикою ґрунту по кислотному змісту рН (рН – це кислотне число, що характеризує число іонів водню в одиниці об'єму ґрунту). По питомому опору ґрунти підрозділяються на три категорії (рис.2):
-
низькоагресивні (піщані, глинисті, кам'янисті);
-
середньоагресивні (суглинні, лісові, слабкий чорнозем);
-
високоагресивні (торф, вапно, чорнозем, перегній, сміття).
Третя категорія ґрунтів вельми небезпечна для металевих оболонок в корозійному відношенні.
По хімічному змісту (кислотному числу рН) ґрунти також поділяються на три категорії (рис. 2):
-
рН = 5 – кислотні ґрунти, що містять розчини сірчаної, азотної, соляної кислот (торф, перегній, чорнозем, відходи виробництва і ін.);
-
рН =5...10 – нейтральні ґрунти (пісок, глина, скеля);
-
рН = 10...5 – лужні ґрунти, що містять розчини кальцію, натрію, калію, фосфору і ін. (вапно, добрива, зола і т. д.).
Рисунок 2 – Інтенсивність корозії в залежності від хімічного складу ґрунту |
Рисунок 3 – Вплив корозії на різні метали |
На рис.3 показана агресивність ґрунтів різних категорій. Слід мати на увазі, що різні метали по-різному поводяться в різних ґрунтах. Свинець руйнується головним чином в лужних середовищах, а також в кислотних середовищах при потенціалі вище – 1,5 В. Алюміній схильний інтенсивній корозії в обох середовищах. На сталь агресивно діє кислотне середовище і менше впливає лужне.