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防雷方案

防雷接地体的腐蚀机理分析

  • 发布时间:2020-06-06
  • 发布者: 科盛嘉防雷
  • 来源: 长沙科盛嘉防雷
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防雷接地体作为防雷接地系统中的重要一环,必须保证其稳定性、长效性和寿命,然面无论是陆上还是海上风电设施,都会受到来自土壤、大气、海水等介质各种因素的强腐蚀,严重影响其长期稳定运行。因此,对于接地装置有必要采取一定的防腐蚀保护措施。

  防雷接地材料的腐蚀机理分析。对于接地材料的腐蚀可以总结为两大腐蚀机理,即化学腐蚀与电化学腐蚀,其中以氧为去极化剂发生的电化学反应为主。

1. 化学腐蚀

化学腐蚀属于在自然环境中发生的腐蚀,是接地装置金属表面和周围环境中的非电解质接触而直接进行单纯的化学反应,同时是一种自发性的腐蚀。化学腐蚀的特点是金属表面原子与非电解质氧化剂直接发生氧化还原反应,产生腐蚀产物。此过程中,电子的传递在金属原子与氧化剂间直接进行,不产生电流。一般来说,单纯的化学腐蚀考虑较少。

2. 电化学腐蚀

   电化学腐蚀的机理实际上就是原电池反应的原理。当存在少量水分时,土壤水即成为一种电解质溶液。接地装置金属部分在地下要延伸一定距离,由于土壤的不均匀性,导体会遭遇不同的土壤环境,即有可能因氧气浓度差或温度差形成完整的原电池腐蚀系统。

1) 阳极反应。防雷金属接地材料作为阳极失去电子发生电化学过程。在防雷接地材料的原电池腐蚀系统,接地材料作为阳极失去电子被氧化,化合价升高,成为水合阳离子,转人电解质溶液,失去原来的原子特性。

   不难理解,在酸性土壤中,铁直接以二价离子形式存在于电解质溶液中;在中性致性土壤环境中,阳极反应生成的二价铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁在土壤中的氧和水的作用下进一步反应生成氢氧化铁,最后转化成稳定的氧化铁等腐蚀产物。

2)阴极反应。在电化学腐蚀过程中,阴极的去极化剂得到电子被还原的过程,称为阴极反应过程,其中H+和氧气是防雷接地材料电化学腐蚀常见的阴极去极化剂。黄铜发生选择性腐蚀时,溶解的 Cu+将在黄铜表面重新沉积,形成一层疏松的红色海绵铜,这层海绵铜作为电池的附加阴极,促进了原电池反应的发生。

一般情况下,要发生电化学腐蚀,既要有电位较低的金属作为阳极被还原成金属离子, 发生溶解,还要有能保证阴极过程持续进行的还原剂,阳极和阴极之间有电子流动,反应才能持续发生。其中阴极反应主要是以析氢腐蚀和吸氧腐蚀为主。导体的Em必须低于H+EH才能引起氢离子被还原析出氢气的反应过程,发生吸氧腐蚀的必要条件是金属在溶液中的平衡电位比0。 805V低;常用的金属电极材料在水中的标准电极电位的排列顺序为Mg <AI <Fe <H <Cu.


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