Виды коррозии

Коррозией называют разрушение металла, находящегося в земле, вследствие электрохимических процессов взаимодействия этого металла с окружающей средой. Иногда к этим воздействиям прибавляются еще быстроменяющиеся по направлению и величине механические напряжения (вибрация), возникающие в оболочках кабелей, проложенных по мостам, вблизи железнодорожного полотна и т. п.

Различают следующие виды коррозии:

Почвенная коррозия

Почвенная коррозия — это электрохимическое разрушение подземных металлических сооружений, вызванное действием окружающей коррозийной среды — грунтов, грунтовых или других вод. При почвенной коррозии разрушение происходит на значительной части поверхности свинцовой оболочки кабеля. В оболочке кабеля образуются пятна, превращающиеся в дальнейшем в углубления. Иногда встречаются повреждения в виде искривленных бороздок вдоль оболочек кабеля.

Электрокоррозия

Электрокоррозия, или коррозия блуждающими токами,— это электрохимическое разрушение металлов, вызванное блуждающими токами в грунте. Блуждающие токи возникают от электрифицированных железных дорог постоянного тока, трамвая и метро. Часть тока ответвляется с рельсов в землю, а также при питании усилителей и линий передач постоянного тока по системе провод — земля. При электрокоррозии происходит разрушение свинцовых оболочек кабеля, выражающееся в образовании отдельных углублений с крутыми стенками или длинных бороздок, расположенных вдоль поверхности кабеля и появления сквозных отверстий.

Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитной коррозией называют разрушение, происходящее по границам кристаллов металла, возникающее вследствие постоянных или переменных механических напряжений (вибрации) и действия окружающей коррозийной среды (почвы). При межкристаллитной коррозии образуются мелкие трещины в свинцовой оболочке кабеля, которые приводят к распаду участков оболочки на кусочки.

В условиях эксплуатации могут действовать одновременно все три вида коррозии.

Действие почвенной коррозии или коррозии блуждающими токами вдоль кабеля образует анодные (опасные) и катодные зоны. В катодных зонах токи втекают в оболочки, а в анодных вытекают из них, разрушая металлическую оболочку кабеля. Ток величиной 1 А, стекая со свинцовой оболочки кабеля, способен разрушить в течение года 35— 36 кг свинца, а стекая с брони,— 6—10 кг стали.

Коррозийное разрушение свинцовой оболочки и брони кабелей в почвах разного состава характеризуется данными, приведенными в табл. 66, а воздействие кислот, щелочей и газов на проводниковые и изолирующие материалы приведено в табл. 67.

Таблица 66 — Потери веса металла в миллиграммах на 1 см- поверхности за год

Виды почвы

Для технического свинца

Для сплава свинца с 1% сурьмы

Для железа (бронеленты)

Песчаная

0,6

1,2

5,5-9,2

Щелочная

0,9

1,2

15,4

Болотистая

0,9

1,8

34,82

Илистая

9,2

3,3

40,7

Глинистая

9,0

7,0

49,27

Для предохранения кабеля от коррозии применяют защитные меры как на источниках блуждающих токов, так и на защищаемых кабелях.

Защитные мероприятия подразделяются на мероприятия общего и специального назначения.

К защитным мероприятиям общего назначения, применяемым к источникам блуждающих токов, относят: уменьшение расстояния между отсасывающими пунктами; повышение напряжения в контактной сети; применение рекуперативного торможения, при котором тяговые двигатели электровоза работают в генераторном режиме и возвращают выработанную электроэнергию в контактную сеть, вследствие чего это мероприятие уменьшает опасность коррозии, так как сокращает время утечки токов с кабелей; сварка рельсовых стыков и стальных рельсовых соединителей, что значительно уменьшает возможность утечки токов с рельсов, применение шпал, досушенных токами высокой частоты, повышающее сопротивление в цепи утечки тяговых токов; переход с песчаного на щебеночный и гравийный балласт; переход на питание линии электротяги переменным током.

Таблица 67 — Воздействие кислот, щелочей и газов на проводниковые и изолирующие материалы, применяемые в устройствах СЦБ и связи

Наименование проводниковых и изолирующих материалов

Наименование кислот. щелочей и газов

Соляная HCl при концентрации

Азотная HNO3, при концентрации

Серная H24 при концентрации

Плавиковая HF

Уксусная C2H4O2 при концентрации

Хлор Cl

Щелочь M(OH)n

Аммиак

NH3

5%

50%

5%

50%

5%

50%

5%

50%

Медь

3

1

1

1

3

1

1

4

4

1

4

1

Алюминий

1

1

3

1

1

1

1

2

1

3

1

1

Свинец

4

4

1

1

5

5

1

1

2

3

2

4

Олово

4

3

3

2

4

3

1

5

5

5

3

5

Бронза

1

1

1

1

1

1

1

2

1

1

5

1

Латунь

5

1

2

1

4

1

1

4

3

2

4

1

Железо

1

1

1

1

1

1

1

1

1

3

3

3

Хлопчато-бумажная

ткань

1

1

1

1

1

1

1

4

1

2

3

5

Фарфор

5

5

5

5

5

5

1

5

5

3

5

5

Вулканиз. резина

3

3

2

2

2

2

1

3

3

1

5

5

Условные обозначения:

1 — неустойчивые;

2 – малоустойчивые;

3 – среднеустойчивые;

4 – достаточно устойчивые;

5 устойчивые.

Защитные мероприятия специального назначения, применяемые к источникам блуждающих токов, следующие: установка искровых промежутков в заземлениях металлических опор контактной сети, мостов и т. п.; установка изолирующих стыков в рельсовые нити на границе электрифицированных и неэлектрифицированных путей; устройство междурельсовых (между обеими нитями пути) и междупутных (между всеми тяговыми нитями соседних путей) соединений в целях выравнивания потенциалов тяговых нитей и снижения утечки тяговых токов с рельсов.

К защитным мероприятиям общего назначения, применяемым к кабелям, относят: рациональный выбор трассы кабеля; устройство водонепроницаемой кабельной канализации и постройка подземных коллекторов.

Защитные мероприятия специального назначения, применяемые к кабелям, подразделяются на неэлектрические и электрические. К неэлектрическим методам защиты кабелей относят: изолирующие покрытия кабелей; электроизолирующие кабельные канализации; поперечная перепайка свинцовой оболочки и бронелент в каждом кабеле и оболочек кабелей между собой; изолирование оболочек кабелей от металлических ферм мостов и т. п. и секционирование оболочек кабеля в целях уменьшения блуждающих токов и плотности тока утечки и установка в местах секционирования изолирующих муфт.

К электрическим методам защиты кабелей относят: дополнительное заземление оболочек кабелей; электродная (катодная) защита; электрический дренаж, который является основным мероприятием по защите оболочек подземных кабелей от коррозии блуждающим током; катодная защита.