Жер асты байланыс кәбілдерінің желінуі(коррозиясы)

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

11 Дәріс. Жер асты байланыс кәбілдерінің желінуі(коррозиясы)

Дәрістің мақсаты: байланыс кәбілдерінің желінуінің (коррозиясын) пайда болу себептерін және онымен күресу әдістерін қарастыру.

Желіну ( коррозия ) - бұл қоршаған ортасымен химиялық немесе электрохимиялық әрекеттесуі нәтижесінде кәбілді қабығы бар металльдардың жойылуы. Жер асты байланыс кәбілдеріндегі коррозияның ең негізгі белгілері болып: зақымдалған кейбір бөліктердің дақтар ретінде пайда болуы, тесіктер, сынықтар, өтпелі тесіктер табылады.

Ағындық шарттарға қатысты коррозиялық процесстер келесі негізгі коррозия түрлеріне бөлінеді: кристалларалық, топырақтық (электрохимиялық), және қаңғыма токтар коррозиясы.

Кристаллитаралық желіну металдың жеке кристалиттерінің арасында молекулалық байланыстардың әлсіздену себебінен болады, қорытындысында кәбіл қабықтарында майда жарықтар пайда болады. Кристалитаралық тоттануға көбіне вибрация болу аймағы жоғары жерлерде ұшырайды (кәбілдер темір жол және трамвай рельстер жолының жанында орналасса, және мосттарда), және де кәбілдерді ұзақ уақыт барабанда тасымалдаса.

ҚТЖ (ГТС) кәбілдерінің топырақ тоттануына ұшырау қарқыны жоғары және кезбе тоқтарының тоттануына. Тоттанудың түрлерін дәлірек қарастырсақ.

Топырақты желіну - бұл кәбіл қабықтарындағы металдық электрохимиялық бұзылуы, қоршаған ортаның ықпалынан туындайтын (топырақ, грунт, грунтты және басқада су) . Топырақты тоттанудың өту жылдамдығы топырақтың құрылымында тұздың, қышқылдың, саңылаулардың, органикалық заттардың мөлшеріне, кәбілдің қабығымен түйісетін грунттың құрылымына және дымқылдығына, қабыққа ауаның біркелкі емес жеткізілуіне тәуелді.

Жердегі металдардың барлық тоттану процесі иондардың электролитке өтуімен түсіндіріледі, осы жағдайда олар судың ерітінділері болатын қышқыл, сілті, жердегі тұздардың, және сәйкесінше металдың өзіндегі электрондардың жылжуы. Әр металл өзінің электрохимиялық потенциалымен сипатталады, және ол металдың қасиетіне тәуелді. Электрохимиялық потенциялдың көлемі метал иондарының электролитке өту дәрежесінің көрнісі. Теріс электрохимиялық потенциалдың абсолютті көлемі үлкен болған сайын, соғұрлым өз иондарын берік ұстап тұрады және соғұрлым тоттануға ұшырайды.

Топырақты желіну негізінен макрогальваникалық жұп және контакті гальваникалық жұп түрінде болады.

Тұрғызылған грунтта немесе телефон канализацияларының кәбілдеріндегі меншікті кедергісінен айыру себебінен, грунттың химиялық және құрылымдық құрамына, және кәбілдің бойындағы әр нүктеге оттегінің біркелкі емесжеткізілуінен макрогальваникалық жұптар пайда болады. Осының нәтижесінде кәбіл қабықтарының потенциалы қоршаған ортаға орай әр түрлі болады және потенциалы жоғары нүктеден потенциалы төменнүктеге ағын тудыратын гальваникалық жұптар туындайды (7. 5 суретке қара) .

11. 1 сурет- Топырақтың біртекті болмауына байланысты топырақты желіну

Ток ағыны бар жерлерде қабық оң потенциалға ие. Осы жерлерде анодтты аумақ (анодная зона) деп аталатын аумақ пайда болады. Бұл жерде металдағы электродтты өткізгіштің ионды электролитке ауысуы жүреді. Атап айтқанда кәбіл қабығы дәл анодтты аумақта тоттанады. Тоқтардың қабыққа кірген жерінде, қоршаған ортаға орай теріс потенциалға ие катодты аумақ пайда болады. Бұл жерде кәбіл тоттануға ұшырамайды. Макрогальваникалық жұптар анодтты және катодты аумақтар бір-бірімен салыстырмалы алғанда алшақ жатқандығымен сипатталады. Бұл қабықтың әр түрлі нүктесінде потенциалдардың өлшеуін жүргізуге мүмкіндік береді.

Грунттарда әр түрлі металдар әр түрлі дәрежеде тоттануға ұшырайды. Қорғасынды қабық сілтілі ортада (күл, әк) жоғары дәрежеде тоттанады, алюменді қабық қышқылды және сілтілі ортада тоттануға қатты ұшырайды. Болатты қабықтар үшін көбіне қышқылды орта (қара топырақ, шымтезек, сор топырақ ) қауіпті. Меншікті кедергісі аз грунттарда тоттану жоғары қарқынмен жүреді. Бұл грунттағы аз кедергіден тоқтар қабықтан қарқындырақ ағуымен түсіндіріледі.

Кәбілде біріктіру муфтыларын құрастырған жерлерде контактті гальваникалық жұптар пайда болуы мүмкін. Бұнымен анодты және катодты аумақтар бір-біріне өте жақын орналасқан, атап айтқанда ұшталады (жанасады) . Теріс электрохимиялық потенциалы жоғары металдар анодқа айналып, едәуір үлкен жылдамдықпен бұза бастайды. Терістеуі төмен немесе оң потенциалды металдар төмен жылдамдықпен бұзылады, себебі ол катодтың рөлінде ойнайды. Аса қауіпті контакті жұптар қорғасын-алюминий және болат-қорғасын саналады.

Қаңғыма токпен желіну - бұл металдың электрохимиялық тоттануы, қаңғыма токтың ықпалымен болатын, негізгі көздер электрофикацияланған транспорт болады: тұрақты тоқпен қоректенетін электрофикацияланған темір жолдар, трамвайлар, метрополитендер. Қаңғыма тоқтың орналасуын көрсететін схема 11. 2-суретте көрсетіген.

11. 2 сурет- Қаңғыма токпен желіну және кәбілдің патенциалдық диаграммасы

Таратқыш подстанциялардан таратқыш тоқ I _т контактті сым арқылы тоқ қабылдағышқа таратқыш двигатель электроприводтарынан тасымалданады. Таратқыш двигательден өткеннен соң, тоқ I _т электровоз доңғалақтары және рельстер арқылы подстанцияны қоректендіретін минусті шинаға оралады. сондай-ақрелісті жолдар жерден дұрыс емес шеттелген, осыдан тоқтың біраз бөлігі жерге сіңіп кетеді. Қаңғыма ток деген осы. Олар жерде таралып және жолда байланыс кәбілдерін кезднстіріп, көп қабықтың меншікті кедергісі жердің меншікті кедергісінен азб қаңғыма тоқ I _қ қабыққа енеді, онымен аумақта да таралады, қоректендіретін подстанцияларға жақын, кәбілді қабықтан жерге ағады және подстанцияның минусты шинасына енеді.

Қаңғыма тоқ жүздеген және де мыңдаған амперге жетуі мүмкін. 7. 6-суретте көрініп тұрғандай анодты аумақ тартқыш подстанцияның жанында орналасқан, ал катодты аумақ электровоздың орын ауыстырумен орын ауыстырады, атап айтқанда кәбілдердің рельсті жолмен жақындауы барлық трассада үлестірілген. Ақиқат жағдайда жолда бірнеше электролиз болады, және де қалалық жағдайларда бірнеше тәуелсіз қаңғыма ток көздерінің бір мезетте әсер етуі мүмкін. Сол үшін жақындасу трассасында анодты және катодты аумақтан басқаларының айнымалы таңба аумағы болуы мүмкін, кәбіл потенциалының таңбасы қоршаған орта қатынасына қарай уақыт бойынша өзгереді.

Токтың мінезінің айнымалылығы, рельстен ағатын, қаңғыма токтың мінезінің айнымалылығына себепші болады, сәйкесінше тоққа да және кәбіл қабығының айнымалылығына да. Егер белгілі бір уақыт периодында әр нүктенің орта потенциалын анықтасақ, онда орташаланған потенциалды диаграмманы алуға болады, оған 7. 6- сурет мысалға келтірілген.

Қаңғыма тоқпен тоттану анодты аумақта өтеді және ол электролиз процесінің салдары болып табылады, атап айтқанда кәбілдің анодты аумағынан металл иондарының топырақты электролитке өту процесі. Қаңғыма токпен тоттану, топырақты тоттануға қарағанда, ережеге сай, қарқынды жүреді. Бұл түрдің кәбілдеріндегі қалыптасып қалған топтану белгісі желдеткіш тесіктерге дейін зәрлі мінезді зақымдану.

Айта кету керек, пайдалану жағдайларының шынайлылығында кәбілді байланыс желісінің тоттануының жоғарыда айтылған барлық түрлері бір уақытта жүруі мүмкін.

Желінуден қорғау тәсілдері.

Желінуден қорғану тәсілдерін электрофикацияланған транспортта да, байланыс құрлысында да пайдаланады. Электрофикацияланған транспорттың қаңғыма тогын азайту үшін рельстер мен жерлер арасындағы айнымалы кедергіні ұлғайтаыз.

Байланыс құрлысындағы қорғану тәсілдері 2 топқа бөлінеді - пассивті және аактивті. Пассивті тәсілдер сыртқы ЭДС қолдауынсыз тоттанудан қорғануды қарастырады. Активті қорғану тәсілдері сыртқы ЭДС қолдануымен қарастырады, керекті қорғаныс тогын қамтамасыз етеді. Пассивті қорғану тәсілдеріне қорғану жамылғылары жатады, металл қабықтарға полиэтилендік және поливинилхлоридтік шлангы түрінде жапсырылады, изоляциялаитын муфтылар, электрлік дренаж. Активті қорғану тәсілдеріне катодты станциялар және протекторлар жатады.

Қорғаныш жамылғылары полиэтилендік шлангы түрінде алюменді немесе болатты гофрирленген қабық кәбілінің конструкцияларында стационарлық біріктіргіш ГТС желілерінде қолданылатын, мейлінше әлсіретуге немесе тоттануды түбімен жоюы мүмкін, себебі олар қабыққа судың кіруіне бөгеттейді және электр тогына үлкен кедергі жасайды.

Қорғаныш жамылғылары ұзындығында жазық және қабыққа жабысып тұратын болуы керек, әйтпесе тоттану шлангыларындағы зақымданған жердегі тіпті кішігірім жарық үлкейіп кетеді. Сол себепті біріктіру муфтыларын құрастырғанда шланга типтес қорғаныш жамылғыларын мұқият қалпына келтіру қажет және олардың изоляция кедергілерін бақылап тұру керек.

Оқшаулау муфтылары қабықтағы кедергі ұзақтығын жоғарлатуға мүмкіндік береді, кәбіл тораптарын тоттанудан қорғау үшін әр түрлі металл қабықтар қолданылады, гальваникалық жұптардың пайда болуын болдырмас үшін, шланга изоляциясының кедергісін бақылау үшін телефондық станциядағы байланыс кәбіліне шлангілі жамылғыны енгізеді, және де метрополитен құрылысының аумағынан тыс кәбілдердегі қаңғыма тогын азайту үшін. Муфтылар құрылымында екі болат цилиндрден тұрады, аралықтары 10мм және өзара эпоксидті компаундпен байланысқан.

Электрлік дренажды көбіне қаңғыма тоқтармен тоттанудан қорғануға қолданады. Электродренаждық қорғанысқондырғылары арқылы қаңғыма токтар кәбіл қабығынан оның бастапқы көзіне апарылады. Электрлік дренаждар түзу және поляризацияланған болады. Түзу дренажда біржақтылы өтімділік болады және тек тұрақты анод аумағында қосылады, рельс жолдарынан кәбілге ағу мүмкіндігі жоқ жерде. Ауыспалы белгі аумағында поляризация дренажын қолданады, ол токты тек кәбілден рельсті жолдарға өткізеді.

Поляризацияланған электродренаждың қосылу схемасы 7. 7 суретте көрсетілген. Электродренаждық қосылуы «рельстер-жер-кәбіл» системасындағы потенциалдық үлестірілуін өзгертеді, осы себептен анодты аумақ, кәбіл қабығы бұзылып жатқан, катодтымен ауыстырылады және тоттану бәсеңдейді немесе мүлде тоқтатылады. Бұл жерде ионды өткізу (металл иондарының топырақ электролитіне өтуі) электрондығы(қаңғыма тоқтарды кәбілден релісті жолға бұру) ауыстыру қамтамасыз етіледі.