Как защитить металлические оболочки кабелей от коррозии

Металлические оболочки кабелей в процессе их эксплуатации разрушаются в результате химического (почвенная коррозия) или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.

Открыто расположенные кабели достаточно надежно защищаются от коррозийного воздействия окружающего воздуха путем нанесения на броню или оболочку слоя лака либо краски.

Интенсивность почвенной коррозии, зависящая от состава и влажности грунта, может быть оценена по значению электрического сопротивления грунта. Грунт с высоким электрическим сопротивлением (удельное сопротивление более 20 Ом на метр) не вызывает сильной коррозии, поэтому при проектировании стремятся выбрать трассу кабельной линии, имеющую малоагрессивный грунт.

Источники и причины коррозии металлических оболочек кабелей

Наиболее опасным источником коррозии для кабельных линий является электрифицированный на постоянном токе железнодорожный транспорт, трамвай, метро, где рельсы используются, как токопроводы.

Например, питание троллейного провода городского трамвая производится от положительного полюса тяговой подстанции. Отрицательный полюс присоединяется кабельными линиями к различным точкам рельсовых путей, которые называют отсасывающими пунктами.

К отсасывающим пунктам стекаются по рельсам обратные токи трамвайной сети. Так как рельсы не изолированы от земли, проходящий по ним ток частично ответвляется в землю и идет по пути наименьшего сопротивления к месту расположения отсасывающих пунктов. Если в зоне действия этих токов имеются кабельные линии, металлические оболочки которых являются хорошими проводниками, то блуждающие токи из земли переходят в оболочки кабелей и образуют катодную зону с отрицательным потенциалом, а вблизи отсасывающих пунктов выходят из них и образуют анодную зону с положительным потенциалом.

Коррозия оболочек кабелей происходит в анодной зоне, так как именно здесь выделяется кислород, который окисляет и разъедает метал оболочки кабеля.

Определение зон производится путем измерения потенциала на оболочках кабелей по отношению к земле. Положительный потенциал свидетельствует о наличии анодной зоны, отрицательный – катодной зоны.

Для бронированных силовых кабелей со свинцовыми оболочками, проложенных в малоактивных грунтах (удельное сопротивление более 20 Ом на метр), среднесуточная плотность тока утечки в землю не должна превосходить 14 мА/м2. В противном случает требуются меры защиты оболочек кабелей от коррозии. Для голых освинцованных кабелей анодные зоны считаются опасными независимо от плотности блуждающих токов.

Способы защиты металлических оболочек кабелей от коррозии и блуждающих токов

Для защиты металлических оболочек кабелей от блуждающих токов, помимо устранения нарушений в выполнении и эксплуатации рельсовой и отсасывающей сетей электрифицированного транспорта, применяют катодную поляризацию, электрический дренаж и протекторную защиту.

Катодная поляризация заключается в том, что на оболочке кабелей от внешнего источника создается отрицательный потенциал, препятствующий переходу тока из рельсов на оболочку кабеля

Электрический дренаж состоит в отводе блуждающих токов от металлических оболочек кабелей к источнику этих токов.

Протекторная защита обеспечивает соединение металлических оболочек кабелей с электродом из магнитных сплавов, заложенным в земле и имеющим более высокий потенциал (около 1,5 В), чем оболочки кабелей. Ток, возникший под влиянием разности потенциалов, замыкается между протектором (электродом) и оболочкой кабеля. Защитная зона протекторной защиты составляет около 70 м.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Защита кабелей от коррозии

Коррозия оболочки кабеля появляется самопроизвольно при взаимодействии с агрессивной окружающей средой. Этому процессу подвергаются любые материалы, скорость разрушения зависит от их физико-химического состояния.

Причины коррозии

Разрушение защитного кожуха кабеля по процессу протекания разделяют на несколько видов.

Электрокоррозия

Блуждающие, непостоянные токи, проходящие через грунт, генерируются в нем под влиянием внешних источников, при этом часть их входит в защитный кожух провода. Внешним источником служит электротранспорт и все разновидности рельсовых дорог.

При входе тока в кабель ( в кабельном лотке ) создается катодная зона с отрицательным зарядом относительно грунта. Она не опасна для металлических деталей.

В месте, где блуждающий ток покидает провод, частички металла уходят в грунт. Это зона с положительным зарядом – анодная. На этом этапе все металлические предметы подвергаются коррозии.

Электрохимическая

Содержащиеся в почве химические элементы, взаимодействуя с покрытием кабеля, образуют гальванические пары. Состав грунта неоднороден, поэтому электродвижущая сила паров неодинакова. Эта связь вызывает уравнительный ток, который проходит по кабелю и замыкается на отдельных участках грунта.

Создается почвенный электролит, который вызывает коррозию оболочки кабеля, что усугубляется появлением биокоррозии — она развивается на фоне жизнедеятельности микроорганизмов.

Атмосферная

Окисление стальной оболочки под воздействием высоких температур, кислорода и повышенной влажности называют атмосферной коррозией. Она бывает:

• Сухая (газовая). Протекает при влажности менее 60%, механизм разрушений – химический;
• Влажная. При критической влажности – более 70% появляется ржавчина, которая удерживает влагу на поверхности оболочки.

Загрязнение атмосферы химическими соединениями увеличивает скорость разрушения металла.

Виброкоррозия

Вблизи дорог, мостов и оживленных магистралей создается повышенная вибрация. Она нарушает целостность кристаллов верхнего слоя металла по границам зерен и вызывает «межкристаллитную» коррозию проложенного в этих местах кабеля. При вибрации наиболее уязвима свинцовая оболочка. Не допустить сильного разрушения поможет установка амортизации.

Методы борьбы с коррозией

Вначале устанавливают причину коррозии, проверяют состояние грунта при помощи лабораторных исследований и измерительных приборов. На основе полученных результатов обеспечивают условия для защиты кабеля от коррозии. Для этого применяют:

• катодную поляризацию – искусственно создают отрицательный заряд по всей протяженности провода;
• электродренаж – метод перенаправления блуждающего тока к первоисточнику;
• метод протекторной защиты – стержень ферромагнитного сплава устанавливают в землю и присоединяют к кабельному покрытию.

Чтобы увеличить переходное сопротивление между рельсовой дорогой и грунтом, шпалы пропитывают маслянистым креозотом.

Способы защиты

Алюминиевая оболочка разрушается при всех видах поляризации. Надежной защитой для нее будет покрытие несколькими слоями винилхлоридной ленты или размещение кабеля в пластмассовую трубу. Для защиты применяют муфты: «БП», «ШП», «ПЛШВ».

Для свинцовой оболочки создают катодную зону с отрицательным полем по отношению к земле и покрывают защитой: «БЛ», «Б2Л», «ПШВ». Неметаллическую оболочку покрывают слоем «Б», «П», а непокрытый кабель – «БбШП», «БбШВ».

Предотвратить коррозийный процесс и защитить кабельный покров от доступа влаги и кислорода можно при помощи краски или полимерного укрытия (АаШВ).

Зону прокладки кабеля выбирают с минимальным содержанием извести и грунтовых вод. Если это невозможно, помещают провода в пластмассовый кожух или асбестовые трубы.

Неплохой способ защиты кабеля от коррозии – покрытие его нержавеющей сталью или напыление на оболочку более устойчивого к разрушениям металла.

Источник

Кабель в металлической оболочке: причины возникновения коррозии и способы защиты от нее

Жилы кабеля, во избежание их повреждения, покрываются, как известно, защитной оболочкой на основе поливинилхлорида. Причем, каждая жила оборачивается отдельной оболочкой, а затем все они вместе покрываются дополнительным слоем защиты. Однако, какой бы прочной ни являлась такая оболочка, она подвержена не только механическим, но и ряду других воздействий, в том числе химическому и вибрационному. Рассмотрим основные причины коррозии металлической кабельной оболочки и методы борьбы с ней.

Химическое воздействие

Кабельная линия, проложенная в толще грунта, может стать жертвой химического разрушения. Это происходит по причине воздействия активных веществ почвы. Сам состав грунта, его влажность и электрическое сопротивление также становятся определяющими факторами в этом плане. Удельное сопротивление, составляющее менее 20 Ом/м, — это тот показатель, при котором коррозия может быть значительной и сильно повредить оболочку. Поэтому для прокладки кабеля важно выбирать трассу, на которой грунт обладает малой степенью активности. Кроме того, можно соорудить траншею таким образом, чтобы оставалась возможность добавить подсыпку. Если кабель прокладывают по открытому пространству, его оболочку дополнительно покрывают слоем лака (как вариант — краски) — это придает ей прочность и надежно предохраняет всю систему.

Электрохимическое воздействие

Наиболее опасной экспертам видится другая причина возникновения коррозии — электрохимическое влияние на кабель, пролегающий вблизи дорог, метро, трамвайных линий, железнодорожных станций и других подобных объектов. Рельсы транспорта, работающего на постоянном токе, в большинстве своем не изолированы от земли, а это означает, что от них отходят блуждающие токи и через почву возвращаются обратно к подстанции. Если на их пути встречается металлическая оболочка кабеля, проложенного в грунте, она становится хорошим проводником, обладающим ничтожно малым сопротивлением. В той точке, где блуждающий ток входит в оболочку, появляется катодная зона, а в той, где выходит из нее, — анодная. В последней начинается интенсивный окислительный процесс, который быстро портит металл, превращая его в подобие сита. Весь испещренный отверстиями, такой кабель постепенно теряет свои свойства и становится непригоден к дальнейшему использованию.

Существуют некоторые способы защиты кабеля даже в таких случаях.

• Во-первых, следует обратить внимание на метод катодной поляризации. Он подразумевает создание отрицательной величины на всем протяжении кабеля, чтобы перекрыть перетекание блуждающего тока от рельсов к металлической оболочки. Это достигается искусственным путем, с применением внешнего источника для создания отрицательного потенциала изделия.
• Можно также обратиться к методу протекторной защиты, который на сегодняшний день признан наиболее эффективным. Оболочки кабелей должны быть соединены с электродом на основе ферромагнитного сплава. Потенциал последнего в полтора раза превышает потенциал оболочки. Уложенный в землю, такой электрод создает электроток, замыкая его между протектором (которым является) и оболочкой.
• Еще одна возможность огородить металлическую кабельную оболочку от коррозии — это электрический дренаж. С его помощью блуждающий ток отводится от контура оболочки и направляется обратно к источнику.

Источник

Защита кабеля от коррозии

Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта

• Введение
• Классификация воздушных линий
• Типовые профили опор ВЛ, ВСЯ СЦБ и воздушных линий связи
• Материалы и арматура воздушных линий
• Деревянные опоры, железобетонные приставки и железобетонные опоры
• Основные типы опор воздушных линий СЦБ и связи
• Оборудование высоковольтных линий автоматики и телемеханики
• Оборудование воздушных линий связи
• Устройство удлиненных пролетов, пересечений и переходов
• Заземления в устройствах автоматики, телемеханики и связи
• Типы и конструкции заземляющих устройств
• Строительство воздушных линий
• Техническое обслуживание и ремонт воздушных линий
• Механизация работ при строительстве и ремонте воздушных линий
• Техника безопасности при работах на воздушных линиях
• Назначение и классификация кабельных линий
• Конструкция кабелей
• Кабели для устройств автоматики и телемеханики
• Железнодорожные кабели связи
• Оборудование, арматура и материалы кабельных линий
• Строительство кабельных линий
• Монтаж силовых электрических кабелей
• Монтаж силовых и контрольных кабелей. Паспортизация кабельных линий
• Механизация кабельных работ
• Техническое обслуживание и ремонт кабельных линий
• Техника безопасности при работах на кабельных линиях
• Влияние электрических железных дорог и линий электропередачи на воздушные и кабельные линии
• Средства защиты устройств автоматики, телемеханики и связи от опасных и мешающих влияний железных дорог и линий электропередачи
• Защита полупроводниковых приборов от перенапряжений
• Воздействие молнии на устройства автоматики, телемеханики и связи. Приборы защиты
• Защита устройств автоматики, телемеханики и связи от атмосферных перенапряжений
• Защита кабелей от коррозии
• Генераторы постоянного тока
• Реакция якоря и коммутация тока
• Типы генераторов и их характеристики
• Общие сведения о двигателях постоянного тока
• Электродвигатели постоянного тока и их характеристики
• Однофазный и трехфазный трансформаторы
• Автотрансформаторы и дроссели насыщения
• Трансформаторы железнодорожной автоматики и телемеханики
• Путевые дроссель-трансформаторы
• Асинхронные электродвигатели
• Синхронные генераторы
• Первичные химические источники тока
• Свинцовые аккумуляторы
• Электролит и химические процессы в свинцовых аккумуляторах
• Электрические характеристики свинцовых аккумуляторов
• Аккумуляторные батареи
• Правила эксплуатации и способы устранения неисправностей свинцовых аккумуляторов
• Щелочные никепь-железные и никель-кадмиевые аккумуляторы. Аккумуляторные помещения
• Электрические вентили и выпрямительные устройства
• Классификация схем выпрямления переменного тока и их параметры
• Влияние характера нагрузки на работу выпрямительных схем
• Выпрямители, применяемые в устройствах автоматики и телемеханики
• Электромагнитные и полупроводниковые преобразователи
• Особенности электроснабжения устройств
• Энергоснабжение устройств автоблокировки
• Системы питания
• Электропитание устройств переездной сигнализации и полуавтоматической блокировки
• Техническое обслуживание устройств электропитания на перегонах и станциях
• Питающие пункты устройств автоматики и телемеханики
• Расчеты питающих устройств сигнальной точки автоблокировки
• Электропитание устройств автоматики и телемеханики крупных станций
• Унифицированная щитовая установка электропитания устройств централизации на крупных станциях при безбатарейной системе питания
• Электропитание устройств электрической централизации малых станций
• Устройства электропитания электрической централизации промежуточных станций
• Электропитающие установки безбатарейной и батарейной систем питания ЭЦ промежуточных станций
• Расчеты электропитающих устройств электрической централизации
• Автоматизированные дизель-генераторные установки и резервные электростанции

Защита кабельных конструкций от коррозии.

Для открытой прокладки кабелей применяют кабельные конструкции (стойки и полки), лотки (сварные и перфорированные), а для скрытой прокладки кабелей в трубах — различные крепежные изделия. Для защиты этих изделий от коррозии используют лакокрасочные антикоррозионные покрытия: грунты типа ХС-010 или эмали типов ХСЭ-23, ХСЭ-25 или ХВ-1100. Защитное покрытие наносят на за водах-изготовителях, а непосредственно перед монтажом на монтажно-заготовительных участках изделия вновь окрашивают. Периодическая окраска рекомендуется в качестве профилактических мер борьбы с коррозией.
Наиболее прогрессивным методом защиты кабельных, изделий от коррозии является их оцинковка. Помимо непосредственной защиты конструкций, противокоррозионные мероприятия должны предусматриваться и в строительной части кабельных сооружений. Сооружения должны быть тщательно гидроизолированы и иметь специальные стоки и приямки для приема просочившейся воды.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Катодная защита.

Рис. 4. Принципиальная схема катодной защиты.
Основным элементом катодной установки является источник постоянного тока. Отрицательный полюс источника подключают к кабелю, а положительный — к анодному заземлителю (рис. 4). Ток, протекающий от анодного заземлителя к защищаемому кабелю, создает в земле электрическое поле, обусловливающее уменьшение потенциала сооружения, что приводит к прекращению в нем анодных коррозионных процессов. На практике применяют катодные установки нормального и автоматического исполнения. Катодную защиту применяют и для защиты кабеля в зонах электрифицированного транспорта.

Протекторная защита.

Протекторная защита по принципу действия представляет собой разновидность катодной защиты, в которой отсутствует источник внешнего тока. Катодная поляризация в катодной защите достигается соединением кабеля с минусом внешнего источника тока, а в протекторной защите — соединением кабеля с электродом, имеющим по сравнению с ним пониженный (более отрицательный) электрохимический потенциал (рис. 5). Протекторная установка представляет собой гальванический элемент, в котором анодом является протектор, катодом — защищаемый кабель, а электролитом — окружающая почва. Потеря металла в протекторе под действием коррозии в нем не превышает потери металла в кабеле без защиты. Протектор представляет собой электрод, выполненный из магниевого сплава. Обычно зона протекторной защиты вдоль кабеля ограничена несколькими десятками метров.
В ближайшем будущем вся аппаратура по электрической защите от коррозии подземных сооружений (в том числе и кабельных) будет унифицирована.
Рис. 5. Принципиальная схема протекторной защиты. 1 — кабель; 2 — анодный электрод (протектор); 3 — соединительные «провода; 4 — контрольный пункт; 5 — обмазка (заполнитель).

Основные виды коррозии

Прежде чем приступать к защите металлических изделий от коррозии, важно понять природу этого процесса. Принято выделять такие типы коррозии:

1. Атмосферная. Причиной окисления становится контакт металлического предмета с кислородом и содержащимися в воздухе водяными парами. Ржавчина образуется быстрее, когда в воздухе присутствуют загрязнения в виде химически активных веществ.
2. Жидкостная. Формируется на металлических предметах, находящихся в водной среде. Если речь идет о морской воде, то в ней окисление значительно ускоряется за счет содержащегося в жидкости большого объема солей.
3. Почвенная. Данному типу подвержены металлические изделия, конструкции, находящиеся в грунте. Химические реакции запускаются и протекают под действием химических элементов, входящих в состав грунта, грунтовых вод, разного рода утечек.

Коррозия на металлических изделиях может проявляться по-разному:

• формируется сплошной ржавый слой или его отдельные фрагменты;
• появляются небольшие участки ржавчины, проникающей внутрь детали;
• образуются глубокие трещины;
• окисляется один из компонентов сплава;
• происходит глубинное проникновение по всему объему;
• сочетаются сразу несколько симптомов.

Причины возникновения могут иметь природу двух видов:

• Химическую, то есть металл разрушается в результате химических реакций с активными веществами.
• Электрохимическую, связанную с тем, что при контакте с электролитическими растворами возникает электрический ток, под его действием замещаются электроны металлов. Это приводит к тому, что страдает кристаллическая структура, образуется ржавчина.

Анодный и катодный процессы коррозии металлов

Задание 293. Две железные пластинки, частично покрытые одна оловом, другая медью, находятся во влажном воздухе. На какой из этих пластинок быстрее образуется ржавчина? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этих пластинок. Каков состав продуктов коррозии железа?Решение:При нахождении во влажном воздухе двух железных пластинок частично покрытых одна оловом, другая медью, быстрее всего образуется ржавчина на пластинке покрытой медью. Так как стандартный электродный потенциал меди (+0,34 В) значительно более электроположительнее, чем потенциал олова (-0,126 В), то, скорость коррозии железа при контакте с медью будет значительно больше, чем при контакте с оловом.а) Коррозия железной пластинки частично покрытой оловом во влажном воздухе:

Анодный процесс: Fe -2 = Fe2+Катодный процесс: 1/2O₂ + H₂O + 2 = 2OH-

б) Коррозия железной пластинки частично покрытой медью во влажном воздухе:

Анодный процесс: Fe -2 = Fe2+Катодный процесс: 1/2O₂ + H₂O + 2 = 2OH-

Таким образом, коррозия на обеих пластинках протекает по единому механизму, потому что происходит разрушение железных пластинок. При этом ионы Fe2+ с гидроксильной группой ОН- образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом атмосферной коррозии железа будет Fe(OH)₂ белого цвета. При контакте с кислородом воздуха Fe(OH)₂ быстро окисляется до метагидроксида железа FeO(OH), приобретая характерный для него бурый цвет:

Пассивная защита провода от коррозии.

Потенциальная диаграмма зоны железнодорожного транспорта, который был электрифицирован постоянным током. а — отображает потенциальную диаграмму «рельсы — земля», б — потенциальную диаграмму «провод — земля», А — анодную зону, К — катодную зону.

При эксплуатации в составляющих провода имеют место необратимые процессы старения и коррозии, которые способны привести к понижению полезных качеств, таких как способность изоляции. Конструкция провода, в которой в качестве защиты провода от коррозии предусмотрены особые покровы, показаны на рис. 2. Защитные покровы состоят из подушек и наружного покрова. Подушки выполняются из волокнистогго материала (обычно ПВХ), который накладывается слоями поверх кабельной оболочки. Подушка защищает оболочку от коррозии электрохимического и химического вида, при этом предохраняя её от повреждения бронёй. Наружный покров, созданный также из волокнистых материалов и накладываемый поверх брони, предназначается для защиты оболочки и брони от коррозионных процессов и повреждений механического рода.

Пассивная защита провода от коррозии условно включает в себя запрещение загрязнения различными отбросами трасс кабельных линий, замену грунта в траншеях землёй, нейтральную по отношению к коррозии свинцовую или алюминиевую оболочку, изменение трассы табельной линии, прокладку кабелей на территории сооружений (туннелей, коллекторов, каналов, блоков и не только).

Источник