04 شهریور انواع ﺧﻮردﮔﯽ در ارتینگ
تامین سازی ایمنی در مقابل برق گرفتگی انسان در بهره برداري از سیستم الکتریکی، ایجاد مسیري مناسب و مطمئن براي جریان عملیاتی با هدف تحریک لوازم حفاظتی به واکنش و یا تامین ایمنی در برابر برق گرفتگی هنگام انجام تعمیرات بر روي تجهیزات ضرورت وجود سیستم اتصال زمین در سیستم هاي الکتریکی را اجتناب ناپذیر ساخته است.
ماهیت مقاومت اتصال زمین یک الکترود شامل:
- مقاومت الکترود (فلز)
- مقاومت تماس بین الکترود و فلز
- مقاومت خاك است
در صورت استفاده ازتجهیزات استاندارد و اجراي صحیح اتصالات، دو مقاومت اول خیلی کوچک بوده (معمولاًکسري از یک اهم) و میتوانند در موارد عملی صرفنظر شوند بنابراین مقاومت خاك موردي است که باید به آن توجه بیشتري شود.
در عمل انتخاب بهترین محل براي احداث اتصال زمین یا محدوده آن مشکل است زیرا عواملی خارج ازکنترل متخصصان و کارشناسان برق محل احداث الکترود را مشخص میکند همچنین باید توجه داشت که مشخصات و املاح موجود در خاك یک منطقه رانیز نمی توان کلاً تغییر داد.
بنابراین یکی از روشهاي کاهش مقاومت خاك و به تبع آن کاهش مقاومت اتصال زمین ،استفاده از مواد کاهنده مقاومت خاك است.
در ﺻﻮرت اﺳﺘﻔﺎده ازﺗﺠﻬﯿﺰات اﺳﺘﺎﻧﺪارد و اﺟﺮاي ﺻﺤﯿﺢ اﺗﺼﺎﻻت، دو ﻣﻘﺎوﻣﺖ اول ﺧﯿﻠﯽ ﮐﻮﭼﮏ ﺑﻮده (ﻣﻌﻤﻮﻻً ﮐﺴﺮي از ﯾﮏ اﻫﻢ) و ﻣﯽﺗﻮاﻧﻨﺪ در ﻣﻮارد ﻋﻤﻠﯽ ﺻﺮﻓﻨﻈﺮ ﺷﻮﻧﺪ ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﺎك ﻣﻮردي اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﻪ آن ﺗﻮﺟﻪ ﺑﯿﺸﺘﺮي ﺷﻮد.
در ﻋﻤﻞ اﻧﺘﺨﺎب ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ ﻣﺤﻞ ﺑﺮاي اﺣﺪاث اﺗﺼﺎل زﻣﯿﻦ ﯾﺎ ﻣﺤﺪوده آن ﻣﺸﮑﻞ اﺳﺖ زﯾﺮا ﻋﻮاﻣﻠﯽ ﺧﺎرج ازﮐﻨﺘﺮل ﻣﺘﺨﺼﺼﺎن و ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳﺎن ﺑﺮق ﻣﺤﻞ اﺣﺪاث اﻟﮑﺘﺮود را ﻣﺸﺨﺺ ﻣﯽﮐﻨﺪ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﺎﯾﺪ ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺖ ﮐﻪ ﻣﺸﺨﺼﺎت و اﻣﻼح ﻣﻮﺟﻮد در ﺧﺎك ﯾﮏ ﻣﻨﻄﻘﻪ راﻧﯿﺰ ﻧﻤﯽﺗﻮان ﮐﻼً ﺗﻐﯿﯿﺮ داد.
ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﯾﮑﯽ از روﺷﻬﺎي ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﺎك و ﺑﻪ ﺗﺒﻊ آن ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﺗﺼﺎل زﻣﯿﻦ، اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻮاد ﮐﺎﻫﻨﺪه ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﺎک اﺳﺖ.
چگونگی کاهش مقاومت خاك توسط مواد کاهنده مقاومت خاك
1 – مواد کاهنده مقاومت خاک ، داراي مقاومت ویژه بسیار کمی هستند همچنین این مواد اطراف الکترود قرار گرفته، باعث افزایش سطح مقطع آن شده و به علت مقاومت ویژه کم باعث کاهش مقاومت الکترود میشود.
2 مواد کاهنده مقاومت خاك با داشتن ذرات ریز در میان خلل و فرج خاك نفوذ کرده و به دلیل دارا بودن قابلیت جذب رطوبت و انبساط بالا، سطح تماس الکترود با زمین را افزایش میدهند.
3 – هنگامی که دراطراف الکترود از مواد کاهنده مقاومت خاك استفاده می ،شود در اطراف الکترود مایع الکتریسیته دار شروع به حرکت میکند.
این حرکت باعث ایجاد لایهاي در اطراف الکترود میشود که به آن لایه، لایه Permeation میگویند که در واقع یکی از مهمترین عوامل کاهش مقاومت خاك همین لایه Permeation است.
خوردگی در خاک
براي آنکه سازهاي در خاك دچار خوردگی شود باید یک پیل خوردگی تشکیل شود حال با قبول این مطلب به بیان شرایطی میپردازیم که با واقع شدن آنها یک پیل خوردگی میتواند صورت گیرد:
الف – یک کاتد و یک آند باید وجود داشته باشد.
ب – باید بین آند و کاتد اختلاف پتانسیل وجود داشته باشد.
ج – آند و کاتد باید در یک محیط رسانا قرار داشته باشند.
براي یک الکترود اتصال زمین مدفون شده در خاك شرایطی وجود دارد (فلزات غیر همجنس – تغییر غلظت اکسیژن – تغییر جنس خاك و …) که به تشکیل نقاط آندي و کاتدي منجر میشود و شرایط الف و ب تامین میشوند و شرط ج با توجه به اینکه رطوبت موجود در خاك به عنوان یک الکترولیت محسوب میشود خود به خود مهیا است.
انواع پیل هاي خوردگی در خاك
پیلهاي ناشی از اتصال فلزات غیر همجنس (Cell Metals Dissimilar) هر فلزي که در داخل الکترولیتی قرا رداده شود پتانسیلی نسبت به آن الکترولیت پیدا خواهد کرد که هر گاه یک الکترود دیگر به عنوان مرجع داشته باشیم به سادگی میتوان اختلاف پتانسیل بین الکترود مرجع و فلز مورد نظر را اندازهگیري کرد.
چنانچه در سیستم اتصال زمین مثلاً اتصال بین ساختمان فولادي و مسی عایق نشده باشد، شرایطی براي تشکیل پیل فلزات غیر همجنس آماده بوده و عملاًخوردگی شدیدي در محل اتصال خواهیم داشت.
پیل هاي تنشی (Stress Cell)
کی از انواع پیل هایی که میتواند درالکترودهاي اتصال زمین سبب خوردگی شود پیل تنشی است.
این پیل در نتیجه نصب نادرست الکترودها و ایجاد تنشهاي کششی و فشاري باقیمانده در آنها ایجاد میشود.
به عبارت ردیگ نیروهایی که در هنگام نصب به الکترود وارد میشود سبب انحنا نسبتاً کمی در آنها میشوند سپس قسمتهایی از الکترود که تحت تنش کششی قرار دارند به صورت آند عمل کرده و قسمتهایی که تحت تنش فشاري قرار دارند به صورت کاتدي عمل می کنند.
در نتیجه بوجود آمدن نواحی آندي و کاتدي باعث ایجاد پیل تنشی و خوردگی در الکترودهاي اتصال زمین می شوند.
پیل هاي اختلاف هوا دهی خاك (پیل هاي غلظتی اکسیژن)
هرگاه در اطراف الکترود، غلظت هواي موجود از نقطه اي به نقطه دیگر متفاوت باشد این نوع پیل خوردگی که شاید مهمترین پیل خوردگی باشد تشکیل میشود و عملاٌ این مورد زیاد اتفاق میافتد.
قسمت هایی که نفوذ هوا (اکسیژن) کمتر است نواحی آندي و قسمتهایی که نفوذ هوا(اکسیژن) بیشتر باشد نواحی کاتديهستند.
براساس آزمایشاتی که توسط مرکز استاندارد (Standard of Bureau National) در خاك دست خورده انجام گرفته مشخص شده که خوردگی در این نوع خاك تاثیر فاکتورهایی از قبیل مخلوط خاك، آلودگی خاك، مقاومت خاك، دماي خاك، PH خاك و پتانسیل شیمیایی خاك است.
مخلوط خاك بوسیله نسبت شن، ماسه و رس که در خاك موجود هستند مشخص میشود که تغییر نسبت هر کدام می تواند به نوعی در خوردگی خاك موثر باشد، بدلیل اینکه این نسبت ها خصوصیات خاك (الکترولیت) را تغییر میدهند.
به عنوان مثال خاك رس ، داراي دانه هایی ریز و حداقل فضاي خالی در بین ذرات است که این امر باعث کاهش حرکت هوا و آب در بین ذرات میشود و وقتیکه مرطوب باشد اختلاف دمش را کم کند.
دانه هاي ماسه ، اندازه بزرگتري داشته و اجازه عبور هوا را میدهد و رطوبت را پراکنده می کند.
همچنین مخلوط خاك تاثیر مهمی در نفوذ نمک و گاز داشته و اساساٌ خاکهاي ماسهاي نفوذ پذیري خوبی دارند.
خاك بطور کلی یک ماده آمفوتر است و بخاطر این موضوعات تغییرات PH آن بوسیله باران ناچیز است.
نمک ماسه در بارندگی زیاد به دلیل نفوذ پذیري خوب ماسه ، شسته می شود که این مهم باعث تغییر PH محیط میشود. اما این تغییرات تاثیر کمی روي خوردگی خاك می گذارد.
خوردگی در خاك دست خورده به مراتب بیشتر از خوردگی در آن قسمت از خاك است که دست نخورده است و اصولاٌ در این قسمت خاك مستقل از شرایط خاك است.
نقش اکسیژن در خاك دست نخورده خیلی بیشتر از تاثیرات مقاومت خاك، PH و … است.
نفوذ اکسیژن در خاك دست نخورده مخصوصاٌ در سفره هاي آب زیرزمینی به اندازه کافی کم و از پدیده خوردگی جلوگیري می کند.
پیل هاي ناشی از اتصال میله هاي نو و کهنه هنگامی که قسمتی از یک میله کهنه با قسمت جدیدي تعویض شود یا یک میله کهنه با یک میله نو اتصال یابد، بخاطر وجود محصولات خوردگی بر روي نقاط کهنه، یک پیل خوردگی تشکیل شده به نحوي که میله هاي تازه نواحی آندي و میله کهنه نواحی کاتدي را تشکیل میدهند.
این اتفاق بیشتر در الکترودهاي نوع میله اي اتفاق می افتد.
پیل هاي حرارتی
تغییرات دما در طول الکترود ها باعث بوجود آمدن آند و کاتد در میله شده، به این صورت که در قسمتهایی که دما بالا است، لایه هاي اکسیدي سریعتر، تشکیل شده ولی در قسمت هایی که در دماي پایینتر قرار دارند، لایه هاي اکسیدي هنوز تشکیل نشده و آند میشوند و پیلی موسوم به پیل حرارتی بوجود می آورند.
به طور مثال ، گازي که بلافاصله از ایستگاه هاي گاز خارج می شود، گاز داغ بوده و حرارت ناشی از گاز داغ، به لوله هاي انتقال گاز هدایت شده و در نتیجه باعث افزایش دما در لوله هایی که در فواصل نزدیک به ایستگاه هاي گاز قرار دارند می شود.
افزایش دما در لوله ها سبب ایجاد پوستهاي اکسیدي در روي لوله هایی که در نواحی نزدیک به ایستگاه هاي گاز قرار دارند شده و این نواحی نسبت به لوله هاي دورتر که به علت دماي پایین تر هنوز لایه هاي اکسیدي روي آنها تشکیل نشده، کاتد شده و لوله هاي سرد که لایه هاي اکسیدي روي آنها ایجاد نشده آند است.
پیل حاصل از شرایط مختلف خاك
چنانچه ترکیب خاك محیط اطراف الکترودها از منطقه اي به منطقه دیگر اختلاف داشته باشد در این صورت اختلاف پتانسیل دراین مناطق بوجود آمده و پیل خوردگی تشکیل خواهد شد.
خوردگی ناشی از جریان هاي سرگردان
جریان سرگردان جریانی است مستقیم یا یکسو (dc) که از منابع مختلفی است که مهمترین منابع تولید آن، خطوط راه آهن، جریان مربوط به یک سیستم حفاظت کاتدي بر روي تاسیسات حفاظت نشده مجاور و … است در برخی موارد مقدار و اندازه این جریان ها ممکن است به حدي زیاد باشند که به آسانی نتوان آن راخنثی کرد.
مخصوصاٌ در حالاتی که این جریانها در موقع تخلیه، سطوحی را نسبت به محیط اطراف تا چند ولت مثبت کنند.
علاوه بر جریان هاي سرگردان متغیر که گفته شد ممکن است جریان هاي سرگردان دائمی نیز وجود داشته باشد که اغلب ناشی از وجود جریان هاي اعمال شده به سیستم هاي حفاظت کاتدي تاسیسات معینی هستند.
این جریان ها به سهولت می توانند به تاسیسات مجاور وارد شوند، مخصوصاٌ در مواردي که حفره هاي آندي تاسیسات حفاظت شده در نزدیکی تاسیسات مجاور قرار گرفته باشند.
در این شرایط تاسیساتی که تحت حفاظت کاتدي قرار نگرفته اند در داخل میدان سرگردان قرار می گیرند بطوري که زمین نسبت به آن مثبت شده و در نتیجه این اختلاف پتانسیل مثبت جریان ها وارد آن شده و چون مسیر فلزي وجود ندارد تا این جریان ها به منبعی که آن را تولید کرده برگرداند.
لذا اجباراٌ باید به زمین تخلیه شوند که منجر به خوردگی در همین نواحی که جریان ها خارج میشوند خواهد شد.
اما براساس نظر یولیگ (Uhlig) خوردگی بوسیله جریان سرگردان متناوب کمتر از خوردگی بوسیله جریان مستقیم است.
نتیجه خوردگی فرکانس ها کم بیشتر از خوردگی در فرکانس هاي بالا است براساس تخمین این دانشمند براي فلزاتی از قبیل فولاد، مس، سرب در فرکانس 60 هرتز جریان متناوب، میزان خوردگی یک درصد از مقدار جریان مستقیم است.
خوردگی میکروبی
خوردگی میکروبی یکی از مشکلات جدي صنایع است و باعث خسارات شدیدي در تاسیسات صنعتی شده است در این نوع خوردگی میکرو را گانیسم ها واسطه عمل هستند.
فعالیت بیولوژیکی میکرو ارگانیسم ها در محیط هاي مختلف از جمله خاك، آب، دریا و … در خوردگی موثر هستند.
میکرو ارگانیسمهاي موثر در خوردگی شامل باکتریهاي هوازي، غیرهوازي و قارچ ها هستند
باکتری هاي هوازي شامل باکتریهاي اکسیدکننده گوگرد، اکسیدکننده آهن، اکسیدکننده آمونیاك و باکتریهاي مصرف کننده مواد نفتی و … هستند.
باکتری هاي اکسیدکننده گوگرد، ترکیبات گوگردي عنصر گوگرد را به یون سولفات و اسید سولفوریک تبدیل کرده و می توانند شرایط بسیار خورنده اي را ایجاد کنند.
این باکتری ها غالباٌ در میادین نفتی، سیستم لوله کشی فاضلاب حاوي ترکیبات گوگردي و … وجود دارند و در لوله ها و سیستم فاضلاب باعث خوردگی سریع لوله هاي سیمانی می شوند.
باکتری هاي اکسید کننده آهن
باکتری هاي اکسد کننده آهن، آهن دو ظرفیتی را از محلول جذب کرده و آن را به صورت هیدروکسید فریک در اطراف دیواره هاي سلولی خود حبس می کنند.
رشد باکتری هاي آهن غالباٌ باعث ایجاد تاول هایی روي سطوح فولاد شده که منجر به خوردگی فلز می شود.
باکتری هاي اکسید کننده آمونیاك
اکتریهاي اکسید کننده آمونیاك با اکسیدکننده آمونیاك و تولید اسید نیتریک باعث خوردگی آهن و اکثر فلزات دیگر می شوند این عمل در خاکهایی که در آنها کودهاي آمونیاکی به مقدار زیاد مصرف می شود و در زیر آن خطوط لوله قرار دارند ممکن است باعث خوردگی شود.
باکتریهاي مصرف کننده مواد نفتی
باکتری هاي مصرف کننده مواد نفتی با تجزیه و تخریب پوشش هاي قیري لوله هاي حفاظت لوله ها در مقابل خوردگی را از بین برده و باعث تسریع در خوردگی می شود.
قارچ ها
قارچ ها با تولید اسیدهاي آلی از جمله اسید سیتریک و اسید استیک و رشد روي سطوح اجسام و ایجاد محیط مناسب براي سایر میکروارگانیسم ها می توانند باعث خوردگی سطوح فلزات شوند.
باکتري هاي احیا کننده سولفات
از بین باکتری هاي موثر در خوردگی یک گروه بی هوازي بسیار خورنده به نام باکتری هاي احیاکننده سولفات است.
برای نصب و راه اندازی سیستم های محافظت در برابر خوردگی، و سیستم های ارتینگ، خرید محصولات ارتینگ با شکرت تجهیزات سیستم زمین ارتباط برقرار کنید.
شماره تماس های شرکت : 02177959032 – 02177940716
بدون نظر