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            接地裝置腐蝕原因簡析之土壤環境腐蝕
            作者:青島雷克石 發布日期: 2023-11-22
            信息摘要:
            接地裝置腐蝕是因運行環境造成的自然腐蝕,有化學腐蝕,但更多的是電化學腐蝕?;瘜W腐蝕是指金屬表面與非電解質直接發生化學作用引起的破壞,特點是金屬表面原子與非電解質的氧化劑直接發生氧化還原反應,產生腐蝕產物。腐蝕過程中,電子...

            接地裝置腐蝕是因運行環境造成的自然腐蝕,有化學腐蝕,但更多的是電化學腐蝕。

            化學腐蝕是指金屬表面與非電解質直接發生化學作用引起的破壞,特點是金屬表面原子與非電解質的氧化劑直接發生氧化還原反應,產生腐蝕產物。腐蝕過程中,電子的傳遞是在金屬與氧化劑間直接進行,不產生電流。一般純化學腐蝕較少。

            電化學腐蝕是指金屬表面與離子導電的介質(電解質)發生電化學反應引起的破壞,任何以電化學機理進行的腐蝕一般都包含有陽極反應和陰極反應,并有流過金屬內部的電子流和電解質中的離子流形成的電流回路(即腐蝕電池),其中金屬離子從金屬中轉移到電解質中,并放出電子,為陽極反應,即氧化過程;而電解質中的氧化劑成分吸收來自陽極的電子,為陰極反應,即還原過程??梢?,電化學腐蝕分為兩個相對獨立并同時進行的過程,而在被腐蝕的金屬表面上存在著空間(或時間)上分開的陽極區和陰極區,腐蝕反應過程中的電子就是通過金屬從陽極區傳遞到陰極區的。

            接地裝置的接地體(水平的或垂直的)大都埋在地中,土壤中含有水、鹽和氧氣,大多數土壤是中性的;也有些土壤是堿性的砂質黏土和鹽堿土,其pH值在7.5~9.5;還有的土壤是酸性腐殖土和沼澤土,其pH值在3~6。

            土壤中含有固體顆粒砂子、灰泥渣和植物腐爛后的腐殖土。土壤是無機物和有機物膠質混合顆粒的集合,由土粒、水、空氣組成。

            土壤顆粒間形成許多毛細管微孔或縫隙,并在孔隙中充滿了水和空氣,溶解有鹽類和其他物質的土壤水,就是電解溶液,是離子導體。土壤的導電性和土壤的干濕程度及含鹽量有關:土壤的性質和結構是不均勻的、多變的。土壤中的固體部分對埋設在土壤中的接地體金屬表面是固定不變的,但土壤中的氣體和液體是可以相對運動的。

            土壤的這些物理化學性質都直接影響著接地體的腐蝕,所以說,接地裝置的腐蝕是土壤環境造成的自然腐蝕。

            土壤腐蝕可分為微電池和宏觀電池引起的土壤腐蝕;泄漏電流或雜散電流引起的土壤腐蝕,以及土壤微生物引起的土壤腐蝕等幾種類型。

            腐蝕電池有微電地腐蝕和家電地腐蝕之分,當陽極和陰極相距僅數微米或數毫米時,稱微電池腐蝕,其外形特點十分均勻。對于比較短小的金屬構件來說、可以認為其周圍土壤結構、水分、鹽分、含氧量等都均勻,但因金屬組織的不均勻性引起微電池腐蝕;當腐蝕電池達幾十厘米、數米甚至幾公里時,這種大陽極和大陰極就構或了宏電池腐蝕。對于較長的金屬構件,如發電廠、變電所的接地網主干線,會因土壤介質的不均勻性,如氧滲透率、黏土和砂石等結構及埋設深度不同等引起氧濃度差電池和鹽分濃度差電池、這類宏觀電池腐蝕是造成接地網主干線腐蝕的主要形式,它導致了接地網導體穿孔及嚴重的局部銹蝕。腐蝕速度較快

            當正常的電路有泄漏電施或者雜散電流流入接地引下線、接地體或金屬管道等,會引起腐蝕。按道理講,交流電流不產生腐蝕,但是,大約有0.01%的交流電流會在鋼筋和水泥的交界處被整流成直流,從而造成鋼材腐蝕。統計表明,在1A電流作用下,水泥中的鋼筋一年可腐蝕9kg;在雜散電流干擾比較嚴重的區域,8~9mm厚的鋼管,只要2~3個月就會腐蝕穿孔,雜散電流還能引起電纜金屬鎧裝腐蝕。

            土壤微生物引起的腐蝕,一般是在缺氧的土壤中,如在密實、潮濕的黏土處,有利于某些微生物的生長,人們常發現硫酸鹽還原菌(厭氧菌)和硫桿菌(排硫桿菌和氧化硫桿菌)的活動引起金屬的強烈腐蝕。水分、養料、溫度和pH值與這些微生物的生長有密切關系,這些細菌又有可能引起土壤物理化學性質的不均勻性,造成氧濃度差電池腐獨;同時細菌在生命活動中,又產生硫化氫、二氧化碳和酸等腐蝕金屬。

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