انواع ﺧﻮردﮔﯽ در ارتینگ

انواع خوردگی در سیستم های ارتینگ

انواع ﺧﻮردﮔﯽ در ارتینگ

تامین سازی ایمنی در مقابل برق گرفتگی انسان در بهره برداری از سیستم الکتریکی، ایجاد مسیری مناسب و مطمئن برای جریان عملیاتی با هدف تحریک لوازم حفاظتی به واکنش و یا تامین ایمنی در برابر برق گرفتگی هنگام انجام تعمیرات بر روی تجهیزات ضرورت وجود سیستم اتصال زمین در سیستم های الکتریکی را اجتناب ناپذیر ساخته است.

ماهیت مقاومت اتصال زمین یک الکترود شامل:

  1. مقاومت الکترود (فلز)
  2. مقاومت تماس بین الکترود و فلز
  3. مقاومت خاک است

در صورت استفاده ازتجهیزات استاندارد و اجرای صحیح اتصالات، دو مقاومت اول خیلی کوچک بوده (معمولاًکسری از یک اهم) و میتوانند در موارد عملی صرفنظر شوند بنابراین مقاومت خاک موردی است که باید به آن توجه بیشتری شود.

در عمل انتخاب بهترین محل برای 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 خاک یک منطقه رانیز نمی توان کلاً تغییر داد.

بنابراین یکی از روشهای کاهش مقاومت خاک و به تبع آن کاهش مقاومت اتصال زمین ،استفاده از مواد کاهنده مقاومت خاک است.

در ﺻﻮرت اﺳﺘﻔﺎده ازﺗﺠﻬﯿﺰات اﺳﺘﺎﻧﺪارد و اﺟﺮای ﺻﺤﯿﺢ اﺗﺼﺎﻻت، دو ﻣﻘﺎوﻣﺖ اول ﺧﯿﻠﯽ ﮐﻮﭼﮏ ﺑﻮده (ﻣﻌﻤﻮﻻً ﮐﺴﺮی از ﯾﮏ اﻫﻢ) و ﻣﯽﺗﻮاﻧﻨﺪ در ﻣﻮارد ﻋﻤﻠﯽ ﺻﺮﻓﻨﻈﺮ ﺷﻮﻧﺪ ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﺎک ﻣﻮردی اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﻪ آن ﺗﻮﺟﻪ ﺑﯿﺸﺘﺮی ﺷﻮد.

در ﻋﻤﻞ اﻧﺘﺨﺎب ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ ﻣﺤﻞ ﺑﺮای 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 ﺧﺎک ﯾﮏ ﻣﻨﻄﻘﻪ راﻧﯿﺰ ﻧﻤﯽﺗﻮان ﮐﻼً ﺗﻐﯿﯿﺮ داد.

ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﯾﮑﯽ از روﺷﻬﺎی ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﺎک و ﺑﻪ ﺗﺒﻊ آن ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﺗﺼﺎل زﻣﯿﻦ، اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻮاد ﮐﺎﻫﻨﺪه ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﺎک اﺳﺖ.

چگونگی کاهش مقاومت خاک توسط مواد کاهنده مقاومت خاک

1 – مواد کاهنده مقاومت خاک ، دارای 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 خاک با داشتن ذرات ریز در میان خلل و فرج خاک 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 خاک استفاده می ،شود در اطراف الکترود مایع الکتریسیته دار شروع به حرکت میکند.

این حرکت باعث ایجاد لایهای در اطراف الکترود میشود که به آن لایه، لایه Permeation میگویند که در واقع یکی از مهمترین عوامل کاهش مقاومت خاک همین لایه Permeation است.

خوردگی در خاک

برای آنکه سازهای در خاک 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.

برای یک الکترود اتصال زمین مدفون شده در خاک شرایطی وجود دارد (فلزات غیر همجنس – تغییر غلظت اکسیژن – تغییر جنس خاک و …) که به تشکیل نقاط آندی و کاتدی منجر میشود و شرایط الف و ب تامین میشوند و شرط ج با توجه به اینکه رطوبت موجود در خاک به عنوان یک الکترولیت محسوب میشود خود به خود مهیا است.

انواع پیل های خوردگی در خاک

پیلهای ناشی از اتصال فلزات غیر همجنس (Cell Metals Dissimilar) هر فلزی 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 اندازهگیری کرد.

چنانچه در سیستم اتصال زمین مثلاً اتصال بین ساختمان فولادی و مسی عایق نشده باشد، شرایطی برای تشکیل پیل فلزات غیر همجنس آماده بوده و عملاًخوردگی شدیدی در محل اتصال خواهیم داشت.

پیل های تنشی (Stress Cell)

کی از انواع پیل هایی که میتواند درالکترودهای اتصال زمین سبب خوردگی شود پیل تنشی است.

این پیل در نتیجه نصب نادرست الکترودها و ایجاد تنشهای کششی و فشاری 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 فشاری قرار دارند به صورت کاتدی عمل می کنند.

در نتیجه بوجود آمدن نواحی آندی و کاتدی باعث ایجاد پیل تنشی و خوردگی در الکترودهای اتصال زمین می شوند.

پیل های اختلاف هوا دهی خاک (پیل های غلظتی اکسیژن)

هرگاه در اطراف الکترود، غلظت هوای موجود از نقطه ای 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 آندی و قسمتهایی که نفوذ هوا(اکسیژن) بیشتر باشد نواحی کاتدیهستند.

براساس آزمایشاتی که توسط مرکز استاندارد (Standard of Bureau National) در خاک دست خورده انجام گرفته مشخص شده که خوردگی در این نوع خاک تاثیر فاکتورهایی از قبیل مخلوط خاک، آلودگی خاک، مقاومت خاک، دمای خاک، PH خاک و پتانسیل شیمیایی خاک است.

مخلوط خاک بوسیله نسبت شن، ماسه و رس که در خاک موجود هستند مشخص میشود که تغییر نسبت هر کدام می تواند به نوعی در خوردگی خاک موثر باشد، بدلیل اینکه این نسبت ها خصوصیات خاک (الکترولیت) را تغییر میدهند.

به عنوان مثال خاک رس ، دارای دانه هایی ریز و حداقل فضای 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 های ماسه ، اندازه بزرگتری داشته و اجازه عبور هوا را میدهد و رطوبت را پراکنده می کند.

همچنین مخلوط خاک تاثیر مهمی در نفوذ نمک و گاز داشته و اساساٌ خاکهای ماسهای نفوذ پذیری خوبی دارند.

خاک 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 پذیری خوب ماسه ، شسته می شود که این مهم باعث تغییر PH محیط میشود. اما این تغییرات تاثیر کمی روی خوردگی خاک می گذارد.

خوردگی در خاک دست خورده به مراتب بیشتر از خوردگی در آن قسمت از خاک است که دست نخورده است و اصولاٌ در این قسمت خاک مستقل از شرایط خاک است.

نقش اکسیژن در خاک دست نخورده خیلی بیشتر از تاثیرات مقاومت خاک، PH و … است.

نفوذ اکسیژن در خاک دست نخورده مخصوصاٌ در سفره های آب زیرزمینی به اندازه کافی کم و از پدیده خوردگی جلوگیری می کند.

پیل های ناشی از اتصال میله های نو و کهنه هنگامی که قسمتی از یک میله کهنه با قسمت جدیدی تعویض شود یا یک میله کهنه با یک میله نو اتصال یابد، بخاطر وجود محصولات خوردگی بر روی نقاط کهنه، یک پیل خوردگی تشکیل شده به نحوی که میله های تازه نواحی آندی و میله کهنه نواحی کاتدی را تشکیل میدهند.

این اتفاق بیشتر در الکترودهای نوع میله ای اتفاق می افتد.

پیل های 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 های اکسیدی سریعتر، تشکیل شده ولی در قسمت هایی که در دمای پایینتر قرار دارند، لایه های اکسیدی هنوز تشکیل نشده و آند میشوند و پیلی موسوم به پیل حرارتی بوجود می آورند.

به طور مثال ، گازی که بلافاصله از ایستگاه های گاز خارج می شود، گاز داغ بوده و حرارت ناشی از گاز داغ، به لوله های انتقال گاز هدایت شده و در نتیجه باعث افزایش دما در لوله هایی که در فواصل نزدیک به ایستگاه های گاز قرار دارند می شود.

افزایش دما در لوله ها سبب ایجاد پوستهای اکسیدی در روی لوله هایی که در نواحی نزدیک به ایستگاه های گاز قرار دارند شده و این نواحی نسبت به لوله های دورتر که به علت دمای پایین تر هنوز لایه های اکسیدی روی آنها تشکیل نشده، کاتد شده و لوله های سرد که لایه های اکسیدی روی آنها ایجاد نشده آند است.

پیل حاصل از شرایط مختلف خاک

چنانچه ترکیب خاک محیط اطراف الکترودها از منطقه ای 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 های 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 کاتدی بر روی تاسیسات حفاظت نشده مجاور و … است در برخی موارد مقدار و اندازه این جریان ها ممکن است به حدی 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 های سرگردان متغیر که گفته شد ممکن است جریان های سرگردان دائمی نیز وجود داشته باشد که اغلب ناشی از وجود جریان های اعمال شده به سیستم های حفاظت کاتدی تاسیسات معینی هستند.

این جریان ها به سهولت می توانند به تاسیسات مجاور وارد شوند، مخصوصاٌ در مواردی که حفره های آندی تاسیسات حفاظت شده در نزدیکی تاسیسات مجاور قرار گرفته باشند.

در این شرایط تاسیساتی که تحت حفاظت کاتدی قرار نگرفته اند در داخل میدان سرگردان قرار می گیرند بطوری که زمین نسبت به آن مثبت شده و در نتیجه این اختلاف پتانسیل مثبت جریان ها وارد آن شده و چون مسیر فلزی 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 های بالا است براساس تخمین این دانشمند برای 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 جدی صنایع است و باعث خسارات شدیدی در تاسیسات صنعتی شده است در این نوع خوردگی میکرو را گانیسم ها واسطه عمل هستند.

فعالیت بیولوژیکی میکرو ارگانیسم ها در محیط های مختلف از جمله خاک، آب، دریا و … در خوردگی موثر هستند.

میکرو ارگانیسمهای موثر در خوردگی شامل باکتریهای هوازی، غیرهوازی و قارچ ها هستند

باکتری های هوازی شامل باکتریهای اکسیدکننده گوگرد، اکسیدکننده آهن، اکسیدکننده آمونیاک و باکتریهای مصرف کننده مواد نفتی و … هستند.

باکتری های اکسیدکننده گوگرد، ترکیبات گوگردی عنصر گوگرد را به یون سولفات و اسید سولفوریک تبدیل کرده و می توانند شرایط بسیار خورنده ای را ایجاد کنند.

این باکتری ها غالباٌ در میادین نفتی، سیستم لوله کشی فاضلاب حاوی ترکیبات گوگردی و … وجود دارند و در لوله ها و سیستم فاضلاب باعث خوردگی سریع لوله های سیمانی می شوند.

باکتری های اکسید کننده آهن

باکتری های اکسد کننده آهن، آهن دو ظرفیتی را از محلول جذب کرده و آن را به صورت هیدروکسید فریک در اطراف دیواره های سلولی خود حبس می کنند.

رشد باکتری های آهن غالباٌ باعث ایجاد تاول هایی روی سطوح فولاد شده که منجر به خوردگی فلز می شود.

باکتری های اکسید کننده آمونیاک

اکتریهای اکسید کننده آمونیاک با اکسیدکننده آمونیاک و تولید اسید نیتریک باعث خوردگی آهن و اکثر فلزات دیگر می شوند این عمل در خاکهایی که در آنها کودهای آمونیاکی به مقدار زیاد مصرف می شود و در زیر آن خطوط لوله قرار دارند ممکن است باعث خوردگی شود.

باکتریهای مصرف کننده مواد نفتی

باکتری های مصرف کننده مواد نفتی با تجزیه و تخریب پوشش های قیری لوله های حفاظت لوله ها در مقابل خوردگی را از بین برده و باعث تسریع در خوردگی می شود.

قارچ ها

قارچ ها با تولید اسیدهای آلی از جمله اسید سیتریک و اسید استیک و رشد روی سطوح اجسام و ایجاد محیط مناسب برای سایر میکروارگانیسم ها می توانند باعث خوردگی سطوح فلزات شوند.

باکتری های احیا کننده سولفات

از بین باکتری های موثر در خوردگی یک گروه بی هوازی بسیار خورنده به نام باکتری های 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

آدرس کارخانه و دفتر مرکزی

بدون نظر

ارسال دیدگاه