土壤對(duì)防雷接地網(wǎng)具備哪些腐蝕類型
- 發(fā)布時(shí)間:2020-06-04
- 發(fā)布者: 科盛嘉防雷
- 來(lái)源: 長(zhǎng)沙科盛嘉防雷
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土壤腐蝕和其他介質(zhì)中的電化學(xué)腐蝕過(guò)程一樣,因金屬和介質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)不均勻形成電腐蝕原電池,這是腐蝕發(fā)生的根本原因。其具體腐蝕過(guò)程是由于接地網(wǎng)與電解質(zhì)(濕土)接觸,因此有可能在接地網(wǎng)和電解質(zhì)界面發(fā)生陽(yáng)極溶解過(guò)程(氧化), 這時(shí)如果界面上相應(yīng)的陰極還原過(guò)程配合,則電解質(zhì)(濕土)起作用,接地網(wǎng)自身則導(dǎo)通電子,從而就構(gòu)成了一種自發(fā)原電池,使接地網(wǎng)材料的陽(yáng)極溶解持續(xù)進(jìn)行,產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。
在腐蝕過(guò)程中,陽(yáng)極的防雷接地網(wǎng)材料(以碳鋼材料為主)被氧化成為正價(jià)的鐵離子進(jìn)入介質(zhì),最終成為難溶的腐蝕產(chǎn)物(一般是鐵的氧化物或水化物), 留在接地網(wǎng)表面。金屬腐蝕學(xué)中,習(xí)慣把陰極接受金屬材料中的電子而被還原的物質(zhì)稱為去極化劑,土壤中最常見的去極化劑是氧氣。
根據(jù)所處環(huán)境土壤是否均勻,土壤的電化學(xué)腐蝕可分為微觀電池引起的腐蝕和宏觀電池引起的腐蝕兩種。
(1) 微觀電池引起的腐蝕。對(duì)于體積不大的接地材料而言,可以認(rèn)為其所處土壤介質(zhì)是均勻的,不會(huì)出現(xiàn)上述提到的土壤電化學(xué)性質(zhì)的差異。但由于金屬導(dǎo)體的組成、結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)不均勻或表面膜不完整,微電池腐蝕是一種普遍存在的腐蝕形式。但由于反應(yīng)只在微觀狀態(tài)下進(jìn)行,電池反應(yīng)微弱,同時(shí)又是均勻腐蝕,在實(shí)踐中一般不會(huì)造成嚴(yán)重的危害,故主要考慮宏觀電池腐蝕。
(2) 宏觀電池引起的腐蝕。除了有可能發(fā)生上述的微觀電池腐蝕外,由于土壤介質(zhì)的宏觀不均勻性所引起的腐蝕宏觀電池,在土壤腐蝕中往往產(chǎn)生更大的危害。在土壤中起作用的腐蝕宏觀電池有下列類型:
1) 較大距離的腐蝕宏觀電池。對(duì)于面積很大的接地網(wǎng)或較長(zhǎng)的接地材料,因土填介質(zhì)具有不均勻性,防雷接地網(wǎng)的不同部位接觸成分及性質(zhì)不同的土壤,從而在土壤A進(jìn)人土壤B的地方,形成電池,電流流動(dòng)過(guò)程為:鋼一土壤A一土壤B一鋼。
如果是因?yàn)檠醯臐B透性不同造成的氧濃差電池,則埋在密實(shí)、潮濕的土壤中的鋼材款傾向于作為陽(yáng)極而被腐蝕。如果土壤含有硫化物、有機(jī)酸或工業(yè)污水,使得土壤電化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,也能形成宏觀電池,同時(shí),土壤的電導(dǎo)率越高,腐蝕電流的數(shù)值就越大。另外,對(duì)于處在土壤電阻率較高的風(fēng)電機(jī)組來(lái)說(shuō),為了降低接地電阻,通常會(huì)將接地裝置與外接地網(wǎng)相連,這也相當(dāng)于面積很大的接地網(wǎng),容易發(fā)生宏觀電池腐蝕。
2) 因土壤的局部不均勻引起的腐蝕宏觀電池。土壤中常存在石塊、固體顆粒等關(guān)物,影響了氧的滲透性,如果夾雜物的適氣性比土壤本體差,該地區(qū)就構(gòu)成腐蝕宏觀電心的陽(yáng)極,而和土壤本體接觸的金屬就構(gòu)成陰極。因此,在實(shí)際工程中,回填接地體的土壤時(shí),應(yīng)注意盡量不要夾雜太多雜物。
3) 埋設(shè)深度不同及邊緣效應(yīng)所引起的腐蝕宏觀電池。由于防雷接地體的深度的差異同樣會(huì)引起氧的濃度差,離地面較深部位有更嚴(yán)重的局部腐蝕,甚至在直徑較大的水平接地導(dǎo)體上,也能看到導(dǎo)體的下部比上部的腐蝕更嚴(yán)重。
4) 接地金屬所處狀態(tài)的差異引起的腐蝕宏觀電池,由于土壤中異種金屬的形狀,溫差,應(yīng)力存在差異,可能形成腐蝕宏觀電池,造成局部腐蝕。如新,舊防雷接地網(wǎng)相互連接時(shí),新埋接地體因其表面尚未形成腐蝕產(chǎn)物的保護(hù)層,可成為陽(yáng)極而受腐蝕,構(gòu)成電偶腐蝕。
5) 含鹽量不同引起的腐蝕宏觀電池。對(duì)于鹽堿地區(qū)的防雷接地體,鹽分在土壤剖面中的分布不均勻,有時(shí)同意剖面的含鹽量相差兩個(gè)數(shù)量級(jí),同時(shí)電解質(zhì)濃度大,此時(shí)因鹽濃度差形成的腐蝕宏觀電池引起的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。