Вся РоссияКомпании
здесь будут опции для поиска

Коррозия кабелей и проводов


Кабели: в металлической оболочке, бронированные стальными лентами или проволоками и проложенные в земле, подвергаются химическому воздействию почвы, - электрохимическому воздействию блуждающих токов и механическому воздействию растягивающих и сжимающих усилий. Разрушение металлов вследствие химического, электрического или механического воздействия на них окружающей среды называется коррозией. Различают три вида коррозии кабелей: почвенную, электролитическую и межкристаллическую.

Основным видом коррозия кабелей, эксплуатируемых в подземных условиях, является почвенная коррозия, которая возникает при взаимодействии металла с окружающей почвой. К почвенной коррозии относится также коррозия кабелей, возникающая в грунтовой, болотной, речной, озерной и морской воде. Усилению коррозии способствуют органические кислоты, содержащиеся главным образом В воде болотистых местностей. Органические кислоты я фенол придают почве химически агрессивный характер. Коррозия оболочки кабеля в жесткой воде протекает значительно слабее, чем в мягкой. Почвенная коррозия оболочки кабеля обычно сопровождается коррозией, вызываемой электрическими токами, возникающими в местах соприкосновения оболочки с электролитами, всегда имеющимися во влажной почве. Коррозия, вызванная токами, образующимися вследствие неоднородности химического состава почвы в разных местах по длине кабеля, называется макрокоррозией. Коррозия, обусловленная токами, возникающими вследствие неоднородности самого металла оболочки кабеля, называется микрокоррозией.

В местах выхода тока из оболочки кабеля в почву образуются так называемые анодные зоны, в которых оболочка кабеля подвергается разрушению. Места, где ток входит в оболочку кабеля, называются катодными зонами. При микрокоррозии анодные и катодные зоны расположены в непосредственной близости, а при макрокоррозии эти зоны могут находиться на сравнительно большом расстоянии одна от другой.

Электролитическая коррозия происходят, если кабельная линия расположена вблизи электрифицированной железной дороги или линии трамвая, питаемой постоянным током с использованием рельсов в качестве обратного провода. В этом случае с рельсов на землю стекают блуждающие токи и оболочка кабеля, проложенного в зоне, действия этих токов, получает некоторый потенциал по отношению к земле. Потенциал отрицателен, если блуждающие токи входят в оболочку, и положителен, если они выходят из оболочки в землю. Таким образом, участки кабеля с отрицательными потенциалами по отношению к земле находятся в катодных, а с положительными потенциалами - в анодных зонах. Под действием блуждающих токов в почве как электролите возникают электролитические процессы. Токи в местах выхода из металлической оболочки в почву вызывают коррозию оболочки и брони кабеля. Количество вещества, увлекаемого током, зависит от рода металла, состава почвы (количества кислот или щелочей), количества протекающего электричества. В местах, где ток выходит из оболочки в землю, она разрушается. Скорость этого процесса зависит от плотности тока и удельной проводимости почвы.

При неоднородности окружающей среды вдоль кабеля возникает э. д. с., создающая коррозионный ток. Возникающая э. д. с. между оболочкой кабеля и почвой с неодинаковой концентрацией растворов кислот и солей равна

,

где α=1,025/n; п - валентность ионов металла; ρ f и ρ r - удельные сопротивления растворов.

Скорость процесса коррозии '(количество металла, превращенного в продукты коррозии) с единицы поверхности в единицу времени

где U K и U а - катодный и анодный потенциалы; R - величина внутреннего сопротивления цепи, обусловленного катодной и анодной поляризацией и сопротивлением почвы; s a - площадь анодного участка; k - коэффициент, определяемый числом Фарадея, атомным весом растворяющегося в электролите металла и валентностью отдаваемого анодом иона.

Между двумя участками в оболочке кабеля возникает ток

где - сопротивление заземления на длине l 1 в анодной зоне; h -глубина укладки кабеля, м; .

Межкристаллическая коррозия металлов, вызываемая механическими воздействиями, способствует развитию химических процессов. При вибрации кабеля на поверхности металлической (особенно свинцовой) оболочки и бронепокровов образуются по границам кристаллов волосные трещины, в которые проникают кислород воздуха и влага из окружающей среды. В результате окисления поверхности щели образуются окислы металлов, которых по объему больше, чем основного металла. Вследствие этого окислы металлов расширяют трещины и производят дальнейшее расщепление кристаллов. Свинцовая оболочка наименее устойчива к вибрации и под ее действием постепенно распадается на отдельные кристаллы. Поэтому для повышения вибростойкости и коррозионной устойчивости свинцовых оболочек применяют не чистый свинец, а его сплавы с присадкой олова, сурьмы, кадмия, теллура и других металлов.


к содержанию