Виды и причины коррозии - Защита кабелей 1-10 кВ от коррозии

В кабеле основными элементами, подверженными коррозии, являются металлическая оболочка и броня. Срок службы  кабеля в основном определяется коррозионной стойкостью  их элементов и эффективностью примененных антикоррозионных мероприятий. Различают коррозию почвенную и коррозию, возникающую под действием блуждающих токов в земле. Коррозия наиболее опасна для кабелей, проложенных в траншеях, т. е. непосредственно в грунте.

Почвенная коррозия.

Почвенная влага представляет собой электролит различного состава и концентрации. Если участки металла, погруженного в почву-электролит, имеют различные электрические потенциалы, то возможно возникновение цепи тока через электролит (помимо цепи, проходящей по металлу). Участок кабеля, имеющий по отношению к окружающей среде более высокий потенциал, является анодной зоной, соответственно участок с более низким потенциалом — катодной зоной. В катодных зонах тони втекают в оболочку и броню кабеля, в анодных — стекают с оболочки и брони кабеля, в какой-то мере разрушая их.

Таблица 1
Коррозионная активность грунтов по отношению к свинцовой оболочке кабеля (СН 266-63 «Правила защиты подземных металлических сооружений от коррозии")

Таблица 2
Коррозионная активность грунтовых, речных и других вед по отношению к свинцовой оболочке кабеля (СН 255-63)

По своей структуре почвы делятся на естественные (глина,   суглинок, песок и т. д.) и искусственные (шлаки, строительный мусор, отбросы и т. д.). По степени агрессивного воздействия на оболочку и броню кабеля грунты можно расположить в следующем порядке: песчаные и песчано-глинистые — неопасные; бедночерноземные и глинистые — среднеопасные; торфяные, черноземные, известковые и искусственные — опасные. Для более совершенной оценки коррозионной опасности грунтов и воды по отношению к свинцовым и алюминиевым оболочкам кабелей в табл. 1—4   приведены количество содержащихся в грунте и воде веществ и концентрации водородных нонов рН.
Таблица 3
Коррозионная активность грунтов по отношению к алюминиевой оболочке кабеля (СН 266-63)

Таблица 36
Коррозионная активность грунтовых, речных и других вод по отношению к алюминиевой оболочке кабелей

Электрическая коррозия.

Электрическая коррозия — это электрохимическое разрушение металлов, уложенных в земле, под действием блуждающих токов и окружающего влажного грунта.

Рис. 1. Блуждающие токи на железнодорожном транспорте, электрифицированном на постоянном токе. 1 — тяговая подстанция; 2 — питающий пункт; 3 — отсасывающий пункт; 4 — контактная сеть; а — рельсовая сеть; б — кабель.

Источником блуждающих токов являются в основном рельсовые пути магистрального, промышленного и городского железнодорожного транспорта. Отсутствие полной изоляции путевого хозяйства от земли, несовершенство устройств электроснабжения и другие причины вызывают утечку тяговых токов из рельсов в землю. Рассмотрим характерный случай возникновения блуждающих токов на транспорте, электрифицированном на постоянном токе. Здесь в качестве цепи обратного провода используются ходовые рельсы. Протекание тока создает в рельсах падение напряжения, и разные точки рельсовой цепи приобретают различные потенциалы по отношению к земле. В месте приложения тяговой нагрузки расположена анодная зона, в зоне отсасывающих пунктов — катодная зона (рис. 1,а). В промежуточных точках наблюдается знакопеременная полярность рельсов. Вблизи анодной зоны, поскольку рельсы не изолированы от земли, часть тяговых токов ответвляется в различные близко расположенные металлические сооружения, образуя в них катодную зону. Около катодных участков рельсовой сети подземные металлические сооружения приобретают анодный потенциал (рис.  1, б). В анодных зонах сооружений, аналогично явлению почвенной коррозии, происходит унос и, следовательно, разрушение металла, пропорциональное произведению тока на время. Стойкие катодные зоны на сооружении, обусловленные блуждающими токами, практически безопасны в коррозионном отношении.