Защитные покрытия и смазки для электрических контактов
Коррозия металлов в электрическом контакте представляет сложный процесс, в котором сочетаются чисто химические взаимодействия металлов с окружающей средой и с электрохимическими явлениями, возникающими в зоне соприкосновения между собой разнородных металлов. Для защиты от коррозии металлические детали электрических контактов изготавливают со специальными неметаллическими или с металлическими антикоррозийными защитными покрытиями.
Электрические контакты в закрытых электроустановках с нормальной окружающей средой обычно выполняют без специальных защитных покрытий.
Защитными покрытиями от коррозии в этих условиях являются пленки окислов, естественно образующиеся на поверхностях соединяемых проводников в результате .воздействия на них кислорода воздуха.
В закрытых электроустановках с агрессивной окружающей средой в зависимости от степени агрессивности и влажности, а также в наружных установках детали электрических контактов покрывают специальными неметаллическими или металлическими защитными пленками.
Неметаллические антикоррозийные покрытия
К неметаллическим антикоррозийным защитным покрытиям относятся тонкие пленки окислов на поверхностях соединительных деталей, образуемые на них искусственно, путем химического воздействия на металлы различных химических реактивов. Создание таких пленок осуществляют способом пассивирования , оксидирования и воронения .
Пассивирование и оксидирование стальных, медных и алюминиевых деталей контактов осуществляют обработкой их в водных растворах щелочей и солей или погружением деталей в концентрированные растворы кислот, например азотной или хромовой.
Растворы помещают в специальные стационарные стальные ванны, в которые загружают обрабатываемые детали, подвешивая их на штангах-держателях. Процесс обработки деталей происходит с подогревом растворов до температуры 50 — 150° С и продолжается 30 — 90 мин с выделением вредных испарений. Вследствие этого ванны оснащают подогревателями и вентиляционными устройствами.
Воронение применяют в основном для обработки стальных деталей контактов (болтов, гаек и шайб). Для этого детали нагревают в печах или горнах до синего каления и в нагретом состоянии погружают на 1 — 2 мин в ванну, наполненную олифой. Затем детали вынимают из ванны и выкладывают на решетку, давая стечь с них излишкам масла, а также для просушки и остывания.
Металлические антикоррозийные покрытия
К металлическим антикоррозийным защитным покрытиям относятся покрытия контактных поверхностей соединительных деталей тонким слоем другого металла, например кадмия, меди, никеля, олова, серебра, хрома, цинка и др. Нанесение металлических защитных покрытий осуществляют гальваническим, металлизационным или горячим способами.
Гальванический — это электролитический способ осаждения слоя другого металла на поверхности стальных и медных деталей электрических контактов. Его осуществляют в гальванических электролизных ваннах, наполненных электролитом, при прохождении через него постоянного тока, получаемого от выпрямителей при напряжениях 6, 9, 12 В.
Электролитом являются водные растворы или расплавленные соли металлов. В зависимости от состава электролита электролитическим способом осуществляют кадмирование, меднение, никелирование, оловянирование или лужение, серебрение, хромирование и цинкование деталей.
Процесс электролиза сопровождается выделением вредных газов и испарений, поэтому помещения с электролизными ваннами оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией.
По окончании электролитического процесса детали переносят в промывочные ванны с горячей и холодной водой и после тщательной промывки высушивают сжатым воздухом.
Гальваническая электролизная ванна
Металлизация — способ нанесения на поверхности контактных детален тонкого слоя предварительно расплавленного другого металла путем распыления его струей сжатого воздуха.
Для металлизации применяют кадмий, медь, никель, олово и цинк. Предварительное расплавление металлов производят в тиглях или в пламени горючего газа или электрической дуги специальных аппаратов, а нанесение их на детали — распылением при помощи специальных пульверизаторов.
Нанесение покрытий горячим способом осуществляют погружением контактных деталей в ванну с расплавленным металлом, имеющим невысокую температуру плавления, например кадмием, оловом и его сплавами, свинцом, цинком и различными припоями. Предварительное расплавление металлов производят в электротиглях пли в пламени газовых аппаратов и паяльных ламп.
Особенно широко этот способ применяется в монтажных условиях для лужения медных и стальных контактных поверхностей и деталей различными припоями. Для этого обработанные контактные поверхности, предварительно смазанные раствором хлорного цинка (паяльной кислоты), погружают в ванну с расплавленным припоем, затем быстро вынимают из ванны, промывают в воде и протирают сухой тряпкой.
Лужение контактных поверхностей можно также выполнять путем нанесения на них расплавленного в пламени газовой горелки или паяльной лампы тонкого слоя припоя вручную с применением бескислотных флюсов. Качество нанесенных защитных покрытий зависит от предварительной и последующей обработок контактных деталей. Основным условием получения прочных и беспористых защитных покрытий является чистота поверхности покрываемого металла.
Способы очистки электрических контактов
Предварительную очистку контактных поверхностей и деталей осуществляют в зависимости от степени загрязнения и производственных возможностей способами механической, химической или электрохимической обработки.
Механический способ очистки электрических контактов заключается в обработке поверхностей на абразивных станках металлическими щетками, пескоструйной очисткой или ручной обработкой. Мелкие детали (шайбы и гайки) обычно обрабатывают во вращающихся галтовочных барабанах с применением абразивных и наждачных порошков.
После механической очистки контактные поверхности и детали подвергают обезжириванию, т. е. удаляют с них имеющиеся жировые и другие загрязнения.
Обезжиривание производят химическим путем, промывая детали бензином, керосином, бензолом и другими органическими растворителями или травлением их в растворах кислот, кислых солей и щелочей. Промывка и травление деталей выполняется в специальных ваннах и аппаратах.
Процесс химической очистки продолжается от 5 до 90 мин, при этом для травления применяются растворы, подогретые до 70 — 95° С. Травленые детали подвергают промывке от остатков растворов сначала в горячей, а затем в холодной соде и высушивают.
Тщательная и качественная предварительная очистка и обезжиривание контактных деталей при последующем нанесении на них антикоррозийных защитных покрытий обеспечивают плотное сцепление пленок с основным металлом и исключают образование на них дефектных отслоений.
Металлические защитные покрытия контактных поверхностей наносят также способом плакирования, путем горячего проката пакета, представляющего плиту основного металла, например алюминия, с наложенными на нее с одной или двух сторон тонкими листами другого металла, например меди.
На медные разъемные соединительные детали рекомендуется наносить кадмиевые или оловянисто-цинковые защитные покрытия, стальные детали цинковать, кадмировать, меднить, лудить или воронить, а алюминиевые контактные поверхности плакировать или армировать медью.
Подавляющее большинство принятых способов нанесения на металлы защитных покрытий, особенно металлических, требуют для осуществления их специального и сложного стационарного технологического оборудования.
В разъемных соединениях алюминиевых проводников с алюминиевыми, медными и стальными выводами электрооборудования контактные алюминиевые поверхности вследствие активного окисления их подвергаются дополнительной подготовке непосредственно перед присоединением.
Эта подготовка заключается в механической обработке и зачистке контактной алюминиевой поверхности от окисной пленки. Зачистку поверхности при этом производят под слоем технического вазелина с последующим нанесением на обработанную поверхность защитной смазки или пасты, препятствующих окислению металла .
Смазки и пасты должны иметь высокую липкость (адгезию) и наноситься на поверхность тонким слоем, обладать эластичностью и не растрескиваться от колебания температуры в пределах от —60 до +150° С. Они должны иметь высокую температуру каплепадения в пределах 120 — 150° С, быть химически стабильными, исключающими перерождение смазки или пасты, влагонепроницаемыми и стойкими к воздействиям кислот и щелочей. Нарушение покрытия хотя бы в одном месте приводит к образованию коррозии металла, которая имеет тенденцию к вгрызанию в металл.
Кроме того, в месте контакта смазки и пасты должны обеспечивать разрушение химическим путем оксидной пленки и в течение длительного времени не допускать возникновения ее вновь.
Вазелин технический — углеводородная низкоплавкая смазка в виде однородной мази, без комков, светло или темно-коричневого цвета. Температура каплепадения не ниже 54 о С.
Технический вазелин применяется для защиты металлических деталей от коррозии. При повышении температуры свыше +45° С не обеспечивает удержания достаточного количества смазки в контакте соединения. Обладает повышенной нейтральностью к образовавшейся оксидной пленке. В электромонтажном производстве технический вазелин широко применяется в качестве защитной смазки от коррозии во всех случаях, где это необходимо.
Смазка ЦИАТИМ — универсальная, тугоплавкая, влагостойкая, морозоустойчивая, активизированная, без механических примесей, однородная мазь светло или темно-желтого цвета. Температура каплепадения не ниже 170° С.
ЦИАТИМ применяется для смазки и защиты от вредных влияний атмосферы при повышенных и низких температурах. При значительном механическом воздействии на смазку уменьшается ее динамическая вязкость, а также предел прочности и смазка приобретает повышенную текучесть. Смазка ЦИАТИМ обладает повышенной химической стабильностью и по своим свойствам более других смазок подходит дли применения в контактных соединениях.
Защитные цинко-вазелиновая и кварце-вазелиновая пасты представляют собой смесь технического вазелина (50%) с порошком цинка или кварцевого песка (50%). Пасты обладают способностью разрушать оксидную пленку при сборке контактов при помощи введенных в технический вазелин тонко раздробленных твердых наполнителей (порошок цинка или песка).
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
Меры по защите контактов реле от повреждения дуговыми разрядами
В процессе эксплуатации сигнализаторов уровня имеющих дискретный (релейный, транзисторный) выход, зачастую подключают индуктивную нагрузку (устройства, имеющие в своём составе катушку индуктивности). Возникновение дуговых разрядов при размыкании таких электрических цепей крайне негативно сказывается на работоспособности контактов реле и выходных каскадов датчиков, уменьшая их срок эксплуатации.
В целях устранения пагубного влияния дуговых разрядов применяются искрогасящие цепи, устанавливаемые параллельно контактам реле или параллельно нагрузке.
Не вдаваясь в физику переходных процессов и причин возникновения дуговых разрядов рассмотрим наиболее действенные и широко применяемые искрогасящие цепи постоянного и переменного тока.
Цепи постоянного тока:
Кремниевый диод включается параллельно индуктивной нагрузке, при замыкании контактов и в установившемся режиме не оказывает никакого воздействия на работу схемы. При отключении нагрузки возникает напряжение самоиндукции, обратное по полярности рабочему напряжению, диод открывается и шунтирует индуктивную нагрузку. Диоды исключительно эффективно устраняют дуговые разряды и предохраняют контакты реле от обгорания лучше, чем любые другие схемы искрогашения. Такой способ применим и к сигнализаторам с транзисторным выходом.
Правила выбора обратного диода:
RC-цепь является наиболее дешёвым и широко применяемым средством защиты цепей как переменного, так и постоянного тока.
В отличие от диодных схем RC-цепи можно устанавливать, как параллельно нагрузке, так и параллельно контактам реле. В некоторых случаях нагрузка физически недоступна для монтажа на ней искрогасящих элементов, и тогда единственным способом защиты контактов остается шунтирование контактов RC-цепями.
Расчет RC-цепи, подключаемой параллельно контактам реле:
где С — ёмкость RC-цепи, мкф.
I — рабочий ток нагрузки, А.
где R — сопротивление RC-цепи, Ом.
E0 — напряжение на нагрузке, В.
I — рабочий ток нагрузки, А.
Проще всего пользоваться универсальной номограммой. По известным значениям напряжения источника питания U и тока нагрузки I находят две точки на номограмме, после чего между точками проводится прямая линия, показывающая искомое значение сопротивления R. Значение емкости С отсчитывается по шкале рядом со шкалой тока I. Номограмма дает разработчику достаточно точные данные, при практической реализации схемы необходимо будет подобрать ближайшие стандартные значения для резистора и конденсатора RC-цепи.
RC-цепь, подключаемая параллельно нагрузке
Применяется там, где нежелательна или невозможна установка RC-цепи параллельно контактам реле. Для расчета предлагаются следующие ориентировочные значения элементов:
Для защиты выходных транзисторных каскадов сигнализаторов RC-цепь подключают параллельно нагрузке.
Источник: Компания «РусАвтоматизация»
Источник
