التآكل الكهربائي: لماذا تصدأ سكة المنشفة المسخنة وما الذي يمكن فعله حيال ذلك

على مدى السنوات العشر إلى العشرين الماضية ، شهدت العديد من المدن الكبرى انخفاضًا حادًا في عمر خدمة الهياكل المعدنية تحت الأرض (خطوط أنابيب المياه الساخنة والباردة ، وأنظمة التدفئة ، وما إلى ذلك). بعد سلسلة من الفحوصات ، تبين أن السبب الرئيسي لتدمير المعادن هو التآكل الكهروكيميائي ، الذي يحدث بسبب التيارات الشاردة. من خلال هذه المقالة سوف تتعرف على طبيعة هذه الظاهرة ، وكذلك الحصول على فكرة عن كيفية حماية الهياكل والمرافق تحت الأرض من التآكل الجلفاني.

ماذا تريد أن تعرف عن التيارات الضالة؟

أي أجسام معدنية في الماء أو في الأرض ، بغض النظر عن الغرض منها ، تكون عرضة للتآكل ، والذي يمكن أن يكون:

الكهربائي

يتعلق بالتفاعل بين المعادن المختلفة. لذلك ، على سبيل المثال ، يمكن إنشاء زوج جلفاني يؤدي إلى التدمير بواسطة الفولاذ والنحاس الأصفر أو الفولاذ والألمنيوم. يبدأ التفاعل بمجرد تكوين "ثنائي" من معادن مختلفة وتتلامس الوحدة الناتجة مع المنحل بالكهرباء. في حالة وجود سكة مناشف ساخنة ، يتم لعب دور المنحل بالكهرباء بواسطة ماء الصنبور العادي ، والذي يتفاعل مع المعادن بسبب محتوى كمية كبيرة من المعادن (سيحدث نفس التفاعل مع مياه البحر الغنية بالملح). وكلما ارتفعت درجة حرارة الماء ، كانت عملية تدمير المعادن أكثر نشاطًا. هذا هو السبب في أن أجسام السفن المبحرة في البحار الجنوبية الدافئة تبلى بشكل أسرع من السفن في الأسطول الشمالي.

تآكل التيارات الشاردة

تحدث هذه العملية بسبب ما يسمى بالتيارات الشاردة التي تحدث في الأرض إذا كانت تعمل كوسيط موصل. في هذه الحالة ، ليس فقط الأجسام المعدنية الموجودة في الأرض تمامًا ، ولكن أيضًا تلك التي تتلامس معها فقط ، هي التي تتعرض لتأثير مدمر. لكن من أين تأتي هذه التيارات؟ الأمر بسيط: في معظم الحالات ، يكون مظهرهم نتيجة للتسريبات من خطوط الكهرباء. تشمل هذه المجموعة أيضًا ما يسمى بالتيارات الصفرية الموجودة في الهياكل غير الأرضية.

الأسباب

واجه العديد ممن قاموا بتثبيت سكة مناشف ساخنة في المنزل مشكلة التآكل الكهربائي للجهاز. أحد الأسباب الرئيسية للتآكل هو التيارات الشاردة. للتعامل مع هذه المشكلة ، يكفي توفير اتصال معدني قوي بين أنابيب رافع التوصيل وأنابيب سكة المنشفة المسخنة. وهذا يعني أنه من الضروري تأريض الأنابيب.

قد يكون الماء سببًا آخر للتآكل. ولكن ليس من حيث التركيب الكيميائي الذي سيؤثر سلبًا على حالة الأنابيب ، ولكن الحقيقة هي أن الماء ، عند تدويره عبر الأنابيب ، يحتك بها ، وبالتالي يولد قدرًا معينًا من التيار ، والذي يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تآكل.

هناك عامل آخر يسبب تيارات شاردة في سكة مناشف ساخنة يمكن أن يكون جارًا عديم الضمير ، من أجل إنقاذ يومه ، وضع مغناطيسًا على عداد المياه ومتصلًا بنظام التدفئة ، والآن يذهب المتر المكعب من الماء في الاتجاه المعاكس ، تتراكم التيارات في قضيب منشفة مُدفأ.

أولى علامات التآكل

يمكنك تحديد أن سكة المنشفة المسخنة أصبحت "ضحية" لعمليات التآكل من خلال مظهر الجهاز. أولى علامات تدمير المعادن هي:

• تورم الطبقة الزخرفية (الطلاء) - يحدث هذا أولاً عند المفاصل وعلى الحواف الحادة للهيكل ؛
• المظهر على السطح المصاب لطلاء أبيض ملحوظ ، يشبه المسحوق الناعم ؛
• تشكيل خدوش ومنخفضات صغيرة في المناطق المتضررة - يبدو أن المعدن قد أكله حشرة.

عادة ما يكون الضرر الطفيف نتيجة للتآكل الجلفاني الناجم عن اختلافات الجهد الكهربائي بين المعادن غير المتشابهة ، حيث يعمل أحدهما كقطب السالب والآخر بمثابة القطب الموجب. وإذا أضفنا تيارات متجولة إلى ذلك ، فسيكون الدمار أكثر خطورة.

الحاجة إلى الحماية من التآكل

تعد حماية المعدن من التأثيرات التي لها تأثير مدمر على سطحه إحدى المهام الرئيسية التي يواجهها أولئك الأشخاص الذين يعملون مع الآليات والركام والآلات والسفن البحرية وعمليات البناء.

كلما تم استخدام جهاز أو جزء بشكل أكثر نشاطًا ، زادت فرص تعرضه للتأثيرات المدمرة للظروف الجوية والسوائل التي يجب مواجهتها أثناء التشغيل. تعمل العديد من فروع العلم والإنتاج الصناعي على حماية المعدن من التآكل ، لكن الطرق الرئيسية لم تتغير ، وتتألف من إنشاء طلاءات واقية:

• فلز؛
• غير معدني؛
• المواد الكيميائية.

نقترح أن تتعرف على مخطط الاتصال الخاص بغلاية التدفق والتخزين في شقة أو منزل خاص. ، آلة حاسبة عبر الإنترنت ، محول

يتم إنشاء الطلاءات غير المعدنية باستخدام مركبات عضوية وغير عضوية ، ومبدأ عملها فعال للغاية ويختلف عن أنواع الحماية الأخرى. لإنشاء حماية غير معدنية في الإنتاج الصناعي والإنشائي ، يتم استخدام الدهانات والورنيش والخرسانة والبيتومين والمركبات عالية الجزيئات ، خاصة التي دخلت الخدمة بنشاط في السنوات الأخيرة ، عندما وصلت كيمياء البوليمر إلى مستويات عالية.

ساهمت الكيمياء في إنشاء الطلاءات الواقية بالطرق التالية:

• الأكسدة (تكوين طبقة واقية على المعدن باستخدام أغشية الأكسيد) ؛
• الفوسفات (أفلام الفوسفات) ؛
• نيتروجين (تشبع سطح الفولاذ بالنيتروجين) ؛
• تدعيم (مركبات بالكربون) ؛
• التبييض (مركبات بمواد عضوية) ؛
• التغييرات في تكوين المعدن عن طريق إدخال إضافات مضادة للتآكل فيه) ؛
• تعديل البيئة المسببة للتآكل بإدخال مثبطات تؤثر عليها.

الحماية من التآكل الكهروكيميائي هي عملية عكسية للتآكل الكهروكيميائي. اعتمادًا على إزاحة الإمكانات المعدنية في الاتجاه الموجب أو السلبي ، يتم تمييز الحماية الأنودية والكاثودية. من خلال توصيل واقي أو مصدر تيار مباشر بمنتج معدني ، يتم إنشاء استقطاب كاثودي على سطح المعدن ، مما يمنع تدمير المعدن من خلال الأنود.

تتكون طرق الحماية الكهروكيميائية من خيارين:

• الطلاء المعدني محمي بمعدن آخر له إمكانات سلبية أكثر (أي أن المعدن الحامي أقل ثباتًا من المعدن المحمي) ، وهذا ما يسمى طلاء أنوديك ؛
• يتم وضع الطلاء من معدن أقل نشاطًا ، ومن ثم يطلق عليه اسم الكاثود.

الحماية من التآكل الأنوديك ، على سبيل المثال ، الحديد المجلفن. حتى يتم استخدام كل الزنك من الطبقة الواقية ، سيكون الحديد آمنًا نسبيًا.

الحماية الكاثودية هي طلاء النيكل أو طلاء النحاس. في هذه الحالة ، يؤدي تدمير الطبقة الواقية أيضًا إلى تدمير الطبقة التي تحميها. لا يختلف تركيب واقي لحماية المنتج المعدني عن التفاعل في حالات أخرى. يعمل الحامي كأنود ، وما هو تحت حمايته يظل سليمًا ، باستخدام الظروف التي تم إنشاؤها له.

قليلا عن طبيعة التيارات الشاردة وخطرها

سبب ظهور التيارات الشاردة التي تعمل على سكة المنشفة المسخنة هو فرق الجهد بين الهياكل المؤرضة.ومن أجل معادلة الإمكانات ، من الضروري إنشاء نظام تكون فيه جميع العناصر المعدنية على اتصال بالموصل المحايد في جهاز توزيع الإدخال الحالي.

سيزيد مثل هذا النظام من سلامة المستخدم (إذا أمسكت بالأنابيب والمعدات المؤرضة بيدك ، فلن تحصل على تفريغ قاتل). وهذا مهم للغاية ، لأنه كلما زاد الاختلاف المحتمل ، زاد الخطر الجسيم الذي يهدد الشخص. على سبيل المثال:

1. إذا كانت هذه القيمة 4 أو 6 فولت ، فقد تتلقى صدمة 5 مللي أمبير. ستكون حساسة ، لكنها ليست قاتلة.
2. إذا كانت قوتها 50 مللي أمبير ، فقد يحدث رجفان القلب.
3. وعندما يتعرض جسم الإنسان لتيار 100 مللي أمبير يحدث الموت.

ولكن هناك حالات يصبح فيها حتى اختلاف بسيط في الجهد 4B سببًا للوفاة.

عملية التشكيل

كيف يتم تشكيلها
تحدث التيارات الشاردة بسبب عدد كبير من المعدات التي تعمل بشحنات كهربائية ، ونتيجة لذلك ، فإن العناصر التالية هي مصادر محتملة:

• وجود ذاكرة في أشياء مثل المحطات الفرعية ، والخطوط الهوائية بدون موصل ، والموزعين ؛
• حدوث نشاط نتيجة تدمير الطبقة العازلة من الأسلاك التي تحمل التيار في الكابلات والخطوط العلوية ، حيث يتم عزل المحايد ؛
• وجود رابط تكنولوجي يربط بين الموصل والتربة في الهياكل ذات المركبات المحايدة المؤرضة والسكك الحديدية التي يقودها التيار.

يمكن النظر في آلية حدوث التصريفات العفوية في مثال إحدى النقاط المذكورة أعلاه.

يتم توصيل أحد طرفي السلك المحايد بجهاز تخزين محطة الطاقة ، والآخر متصل بحافلة PEN لجهاز استهلاك الطاقة ، والمتصل بجهاز التخزين. ويترتب على ذلك أن الاختلاف المحتمل للقيمة الكهربائية بين المحطات يشكل تيارات شاردة ، حيث سيتم نقل الطاقة إلى الذاكرة ، والتي بدورها ستشكل دائرة.

في هذه الحالة ، لا يحتوي حجم الخسائر على نسبة كبيرة ، لأنه سيتبع مسار أصغر مقاومة ، لكن جزءًا معينًا سيسقط في الأرض.

يحدث تسرب الطاقة بنفس الطريقة في حالة تلف عزل الأسلاك.

في الوقت نفسه ، لا يحدث تسرب مستمر دون انقطاع ، حيث يتم الإشارة إلى حدوثه بواسطة النظام ويتم تحديد الموقع تلقائيًا ، وأيضًا ، وفقًا للمعايير ، هناك فترة زمنية محددة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

مهم! وبحسب الإحصائيات ، فإن الأماكن الرئيسية لتشكيل تسرب الكهرباء وتكوين التيارات الشاردة تقع في المناطق الحضرية والضواحي ، حيث يوجد نقل بري يعتمد على شبكة الكهرباء.

التيارات على القضبان
عند استخدام النقل المكهرب في المناطق الحضرية ، يتم توفير الجهد من المحطة الفرعية إلى نظام الجر ، والذي يتحول إلى القضبان ويقوم بدورة عكسية. إذا كانت القضبان ، كقاعدة حديدية بالنسبة للموصل ، غير مستقرة بدرجة كافية ، فهذا يؤدي إلى تكوين تيارات شاردة في التربة ، فإن أي هيكل معدني يظهر في مسارها ، على سبيل المثال ، الأدوات الصحية ، يعمل كموصل .

مهم! يحدث هذا التفاعل بسبب حقيقة أن التيار يتحرك ، ويختار المسار الأقل مقاومة ، وهو أقل للمعدن من مسار الأرض.

كل هذا سيؤدي إلى التدمير السريع للمنتجات المعدنية.

الاختلاف المحتمل: أسباب

ولكن من أين يأتي الاختلاف المحتمل إذا تم بناء المنزل مع مراعاة جميع المعايير المعمول بها؟ من الناحية النظرية ، إذا تم اتباع قواعد البناء ، فلا ينبغي أن يكون هناك فرق محتمل. ولكن من الناحية العملية ، غالبًا ما يحدث أنه عند تجميع الهياكل والأنظمة الهندسية ، يتم استبدال الوصلات الملحومة بالممسحة.خيار شائع آخر هو دمج مقاومات إضافية أو أجزاء معدنية في الدائرة. كلاهما يمكن أن يسبب اختلافًا محتملًا عند الأطراف المتقابلة للأنبوب ، وبالتالي ، يبدأ تآكل المعدن.

لا تنس "التعارض" بين المعدن والبلاستيك ، والذي يلعب أيضًا دورًا مهمًا في تدمير الأجهزة الطرفية المختلفة (بما في ذلك قضبان المناشف الساخنة). نظرًا لحقيقة أن الأنابيب البلاستيكية غالبًا ما توضع بين معدات السباكة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ورافعة معدنية (تُستخدم لأداء الأسلاك حول الشقة) ، فإن الاتصال بين هذه الأجزاء من النظام ينقطع. وعلى الرغم من أن الناهض سيتم تأريضه في أي حال (في المباني الشاهقة الجديدة يتم ذلك من خلال نظام المعادلة ، وفي منازل الصندوق القديم - من خلال الحلقة الأرضية الموجودة في الطابق السفلي من المبنى) ، فإن الفرق المحتمل لا يزال يتشكل. وعندما يتحرك الماء عبر الأنابيب ، مما يدل على التوصيلية الممتازة ، يحدث أيضًا احتكاك دقيق ، وهو ما يضمن ظهور تيارات شاردة. وهم بدورهم يتسببون في التآكل. الدائرة كاملة!

هل أحتاج إلى تأريض سكة المنشفة المسخنة

أولاً ، عليك أن تعرف أن التأريض (بناء حلقات التأريض بيديك) غير مطلوب إذا:

1. 1. أنت تستخدم سكة مناشف كهربائية (عادةً ما تكون قضبان المناشف المسخنة هذه مزودة بمقابس خاصة بها سلك أرضي ، وكل هذا متصل بالمخرج ، ويجب أن تكون المقابس نفسها متصلة بالفعل بالحلقة الأرضية) .
2. 2. أنت تعيش في منزل خاص أو شقة ولديك نظام تدفئة منفصل.

من الضروري تأريض سكة المنشفة المسخنة في الحالات التالية:

1. 1. إذا كان المجفف الخاص بك متصلاً بنظام التدفئة بأنبوب بلاستيكي مقوى. يوجد داخل الأنبوب المعدني والبلاستيك الألومنيوم ، الذي يجرى تيارًا كهربائيًا: في الوصلات التي توجد بها التركيبات ، تنكسر الدائرة الكهربائية. وفقًا لذلك ، يجب توصيل سكة المنشفة المسخنة هذه بالحلقة الأرضية أو بوصلة الماء الساخن.
2. 2. إذا كان نظام إمداد الماء الساخن مصنوعًا من أنابيب معدنية بلاستيكية.

جميع قضبان المناشف الكهربائية ، كما هو مذكور أعلاه ، متصلة بمأخذ مؤرض ، في حين أن هذه المجففات لها سلك أرضي مع اتصال منفصل على القابس. نظرًا لأنه يتم عادةً تثبيت سكك المناشف الساخنة في الحمام ، يجب عليك فحص المنفذ الذي سيتم توصيله به. يجب أن يكون هذا المقبس في حالة حماية خاصة تمنع الرطوبة من دخول المقبس نفسه.

هناك طريقتان رئيسيتان لتأريض سكة مناشف ساخنة:

1. 1. باستخدام نظام التوازن المحتمل ، والذي يجب تجميعه بيديك ، ثم قم بتأريض هذا النظام بالأرضية المشتركة للوحة الكهربائية. يجب القيام بذلك إذا تم استخدام الاتصالات المصنوعة من البوليمرات - الأنابيب المعدنية والبلاستيكية - في منزل أو شقة بدلاً من الاتصالات المعدنية.
2. 2. تأريض أنبوب جسم قضيب المنشفة المُسخن مباشرةً بسلك عادي إلى رافع فولاذي.

لتحقيق تأريض سكة مناشف ساخنة بالطريقة الثانية ، تحتاج أولاً إلى الحصول على مشبك ، بعد إزالة جميع المواد العازلة منه مسبقًا. يجب أن يكون لهذا المشبك طرف توصيل لتوصيل السلك. ثم يتم توصيل المشبك بأنبوب جسم سكة المنشفة المسخن.

يتم أخذ سلك نحاسي عادي ، والذي يجب أن يكون له مقطع عرضي 4 مم 2. على جانب واحد ، يتم توصيل هذا السلك بطرف المشبك ، ويجب توصيل الطرف الآخر إما بأرضية اللوحة الكهربائية أو برافعة فولاذية. بالإضافة إلى ذلك ، لا تنس الاتصال بالحلقة الأرضية والأجهزة الأخرى الموجودة في حمامك.

لا تتطلب مثل هذه الأساليب الكثير من الوقت لتنفيذها ، ولكن في المقابل تحصل على تشغيل طويل ومتواصل لسكة المناشف المسخنة ، وفي المستقبل لن يسبب السؤال "كيفية تأريض سكة المنشفة المسخنة" صعوبات.

بعد أن بدأت الأنابيب البلاستيكية في إزاحة الأنابيب المعدنية العادية ، بدأوا في تجاهل تأريضها ، معتقدين خطأً أن الأنبوب المعدني والأنبوب المعدني البلاستيكي لهما نفس الموصلية. هذا ليس صحيحا. لا يوجد اتصال بين الأنابيب المعدنية البلاستيكية والألمنيوم: فهي غير متصلة.

تظهر الممارسة أن 90 في المائة من قضبان المناشف المسخنة تبدأ في التسرب على وجه التحديد عندما يتم استبدال أنظمة تزويد الماء الساخن المعدنية بنظيراتها البلاستيكية (على سبيل المثال ، البولي بروبلين) يتم استبدال الأنابيب المعدنية القديمة بأنابيب بلاستيكية حديثة لتقليل التيارات الدوامة. ومع ذلك ، يستمر التآكل في الظهور.

تتمثل الأعراض الأولى للتآكل الكهربائي في ظهور بقع الصدأ على سكة المنشفة المسخنة ، ويظهر الصدأ حتى على الأجهزة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. بشكل عام ، جميع المنتجات المعدنية الكهربائية التي تلامس الماء عرضة للتآكل الكهروكيميائي والجلفاني. يحدث التآكل الكهربي عند وجود تيارات طائشة.

عندما يتلامس معدنان مختلفان ، أحدهما أكثر نشاطًا كيميائيًا من الآخر ، يتفاعل كلا المعدنين كيميائيًا. الماء النقي هو موصل ضعيف للغاية للتيار الكهربائي (عازل) ، ولكن بسبب التركيز العالي للشوائب المختلفة ، يتحول الماء إلى نوع من الإلكتروليت.

لا تنس أن درجة الحرارة لها تأثير كبير على التوصيل الكهربائي: فكلما ارتفعت درجة حرارة الماء ، كان توصيل التيار الكهربائي أفضل. تُعرف هذه الظاهرة باسم "التآكل الجلفاني" ، وهي التي تجعل سكة المنشفة المسخنة بشكل منهجي غير صالحة للاستعمال.

لماذا لم تكن هناك مثل هذه الصعوبات من قبل؟

قد يبدو الأمر غريبًا ، لكن سبب ظهور مثل هذه المشكلة مثل الاختلاف المحتمل في الأنظمة الهندسية كان التقدم. وهي الاستبدال الواسع للأنابيب المعدنية بأخرى بلاستيكية. بينما كانت أنابيب الماء الساخن والماء البارد والتدفئة معدنية بالكامل ، لم تكن هناك صعوبات. ولم تكن هناك حاجة إلى تأريض كل مشعاع أو خلاط أو سكة مناشف بشكل منفصل - تم تأريض جميع الأنابيب مركزيًا في الطابق السفلي من المنزل ، في مكانين. وجميع الأجهزة المعدنية في الحمامات والمراحيض أصبحت بشكل تلقائي آمنة ومحمية من التيارات الشاردة.

غيّر الانتقال إلى البلاستيك كل شيء: من ناحية ، بدأت خطوط الأنابيب في العمل لفترة أطول ، ومن ناحية أخرى ، كانت هناك حاجة لحماية إضافية لمعدات السباكة. وهنا لا يتعلق الأمر فقط بالأنابيب نفسها ، لأنه من حيث الموصلية ، فإن البلاستيك المعدني قريب من المعدن التقليدي ، ولكن أيضًا في التركيبات - عناصر التوصيل. بتعبير أدق ، في المواد التي صنعت منها والتي لا يمكن أن توفر تماسًا كهربائيًا مع "قلب" الألمنيوم للأنبوب المعدني والبلاستيك.

كيف تنشأ هذه الظاهرة

دعونا نفكر في التيارات الضالة باستخدام مثال سكة حديد مكهربة ، يتم تحتها خط أنابيب.

يتم تشغيل القطار الكهربائي بواسطة خطي اتصال: سلك الطور عبارة عن شبكة اتصال تقع على أعمدة ومعلقة على عوازل ضخمة. و "السلك" الصفري هو القضبان. تقع المحطات الفرعية للجر على طول المسار بأكمله ، والتي تعمل وفقًا لنفس المبدأ: يتم توصيل الإمكانات الصفرية بـ "الأرض" المادية كأرضية (تأريض).

نظرًا لأن أرض العمل على اتصال جسدي بالأرض في أي حال ، فهي آمنة تمامًا.

للحصول على معلومات:

لا تخلط بين مرور الخط الأرضي الافتراضي مع جهد الخطوة الذي يحدث بسبب اختلاف الجهد على مساحة صغيرة.نقاط فرق الجهد في حالة التيارات الشاردة مفصولة بمئات الأمتار أو حتى كيلومترات.

يتدفق تيار كهربائي عامل بين الموصلات المحايدة والطور (القضبان وسلك التلامس). يحدث هذا عادة عندما تكون العجلات متصلة بالقضبان ومنساخ قاطرة كهربائية بخط اتصال. نظرًا لأن القضبان متصلة مباشرة بالأرض ، يمكن افتراض أن هناك أيضًا إمكانات مساوية لإمكانات الموصل المحايد تنشأ أيضًا في الأرض. إذا كان هو نفسه على طول المسار بالكامل ، فلا توجد مشكلة ، فهذا وضع طبيعي وآمن. لكن نادرا ما يتم وضع خط السكة الحديد في خط مستقيم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاتصال الكهربائي بين الأرض المادية ومعدن مسار السكة الحديد ليس دائمًا مستقرًا. اتضح أنه من محطة جر واحدة إلى أخرى قريبة (عدة عشرات من الكيلومترات) ، يمكن أن يتدفق التيار الكهربائي على طول السكة وعلى طول الأرض. وهذا يعني أن الإلكترونات يمكنها التجول في أقصر طريق.

نتذكر انحناء خط السكة الحديد ، ونحصل على نفس التيارات المتجولة التي تتدفق في التربة.

وإذا تم وضع الاتصالات في هذا المكان (على سبيل المثال ، خط أنابيب فولاذي) ، فإن الإلكترونات تتدفق على طول جدرانه (انظر الشكل التوضيحي).

أين المشكلة

عن طريق القياس مع العمليات الكهربائية التقليدية ، يحدث تفاعل كهروكيميائي. يميل التيار المتجول إلى اتباع المسار الأقل مقاومة (نحن نفهم أن الأرض ، مقارنة بالأنبوب المعدني ، هي أسوأ موصل). في المكان الذي تكون فيه الموصلية بين القضبان وخط الأنابيب هي الأعلى (الأرض الرطبة ، والتربة الحديدية ، وأسباب أخرى) ، تنشأ منطقة الكاثود من وجهة نظر خط الأنابيب. يبدو أن التيار الكهربائي "يتدفق" في الأنبوب. هذا ليس خطيرًا بعد: خط الأنابيب موجود في الأرض ، ولا يوجد فرق محتمل ، ولن تتدفق المياه تحت جهد 3000 فولت من صنبور الخاص بك.

بعد أن مرت الإلكترونات عبر الأنبوب إلى مكان مناسب للتدفق في القضبان ، تندفع الإلكترونات على طول الأرض باتجاه الموصل "العادي". تظهر منطقة الأنود ، حيث "يتدفق" التيار الكهربائي من الأنبوب ، ويمسك الجسيمات المعدنية (على المستوى الجزيئي).

وفقًا لجميع قوانين مسار العمليات الكهروكيميائية ، يتطور التآكل بشكل مكثف في هذا المجال. السباكون في حيرة من أمرهم: الأنبوب مصنوع من الفولاذ عالي الجودة ، وقد خضع لجميع المعالجات الممكنة المضادة للتآكل ، وتم وضعه وفقًا للشروط الفنية ، وعمر الخدمة لا يقل عن 50 عامًا. وفجأة انفراج وثقب صدئ بحجم كف. وكل هذا في غضون عامين فقط. علاوة على ذلك ، فإن أي معدن معرض للتآكل الكهروكيميائي ، سواء كان من الصلب أو النحاس أو الألومنيوم.

لا توجد علاقة مع رطوبة التربة ، باستثناء أن التيارات الشاردة تختار "مكانًا رطبًا" لتكوين مناطق الأنوديك والكاثودية. هذا حلم رهيب لطواقم الطوارئ في مرفق المياه. إذا لم يتم تنسيق المشاريع بين الإدارات القطاعية ، تصبح المشكلة خارجة عن السيطرة.

الآثار الجانبية التي تؤدي إلى تفاقم الخسائر

مقابل منطقة الكاثود لـ "الضحية" ، أي خط الأنابيب ، توجد منطقة أنود لمسار السكة الحديد. هذا أمر منطقي: إذا دخل تيار كهربائي إلى مكان ما ، فيجب أن يخرج من مكان ما ، أو بالأحرى يتدفق للخارج. هذا هو أقرب مكان من حيث التوصيل الكهربائي للتربة حيث يكون للسكك الحديدية اتصال كهربائي مع الأرض المادية (الأرض). في هذه المرحلة ، يحدث تدمير كهروكيميائي مماثل لمعدن مسار السكة الحديد. لكن هذه بالفعل مشكلة تتعلق بسلامة الناس.

بالمناسبة ، هذا الوضع نموذجي ليس فقط للسكك الحديدية وخطوط الأنابيب الرئيسية. ولا يتم وضعهما دائمًا بشكل متوازي مع بعضهما البعض. ولكن في المدينة ، حيث تمر مسارات الترام بجوار العديد من الاتصالات تحت الأرض ، هناك العديد من التيارات الضالة متعددة الاتجاهات ، وقد حان الوقت للتفكير في تدابير الحماية الشاملة.

باستخدام السكك الحديدية كمثال ، قمنا بتحليل مبدأ التأثير السلبي للتيارات الطفيلية. تتم برمجة هذه العمليات (إذا جاز لي القول) من خلال الهيكل نفسه ،

في أي مكان آخر مشكلة "التائه"؟

حيث يتم توليد الطاقة الكهربائية (وهو أمر منطقي للغاية). بالطبع ، لا تشمل "مجموعة المخاطر" هذه محطات توليد الطاقة فقط. علاوة على ذلك ، لا توجد مثل هذه المشاكل عمليا في مثل هذه المرافق. تنشأ تيارات شاردة على طريق الكهرباء إلى المستهلك. بتعبير أدق ، عند نقاط تحويل الجهد: في مناطق تشغيل المحولات الفرعية.

نحن نفهم بالفعل أنه لظهور هذه التيارات الطفيلية للغاية ، يلزم وجود فرق في الجهد. لنتخيل محطة فرعية نموذجية تستخدم نظام التأريض TN-C. مع محايد معزول ، تكون حلقات التأريض متصلة ببعضها البعض بواسطة موصل محايد ، يُشار إليه اختصارًا باسم PEN.

اتضح أن تيار التشغيل لجميع المستهلكين على الخط يتدفق عبر هذا الموصل ، مع تأريضهم المتزامن. هذا الخط (PEN) له مقاومته الخاصة ، على التوالي ، يحدث انخفاض في الجهد عند نقاطه المختلفة.

يتلقى PEN (المعروف أيضًا باسم موصل التأريض) فرقًا محتملاً عاديًا بين أقرب حلقات أرضية. يظهر تيار "مجهول المصير" ، والذي ، وفقًا للمبدأ الموصوف أعلاه ، يتدفق أيضًا عبر الأرض المادية ، أي في الأرض. إذا ظهر موصل معدني عابر في مساره ، فإن التيار الشارد يتصرف بنفس الطريقة التي يتصرف بها الأنبوب الموجود أسفل سرير سكة حديدية. أي أنه في منطقة الأنود يدمر معدن الموصل (خط الأنابيب ، تعزيز الهياكل الخرسانية المسلحة ، غلاف الكابل) ، وفي منطقة الكاثود يدمر موصل PEN.

انهيار العزل

يمكن أن يحدث الموقف مع انتهاك الغلاف العازل للكابل في أي مكان. السؤال هو ماذا ستكون العواقب.

افترض أن المرحلة تتسرب إلى الأرض على مسافة كبيرة من حلقة الأرض العاملة. إذا كانت القوة الحالية كبيرة بما يكفي (نقطة الانهيار لمساحة كبيرة) ، يتم إنشاء ظروف "مواتية": التربة الرطبة ، وما إلى ذلك - ستعمل الأتمتة الوقائية بسرعة كافية ، وسيتم إيقاف تشغيل الخط. وإذا كانت القوة الحالية أقل من تيار القطع للجهاز؟ ثم بين "بقعة" التسرب و "الأرض" التيارات الشاردة طويلة المدى تنشأ. وبعد ذلك تعرف: خط أنابيب يمر ، كابل في غلاف معدني ، منطقة الأنود ، تآكل كهروكيميائي ...

في الواقع ، يتم تحديد مجموعة المخاطر:

• خطوط الأنابيب بجدران معدنية. يمكن أن تكون خطوط أنابيب المياه والصرف الصحي والنفط أو الغاز.
• خطوط الكابلات (طاقة ، إشارة ، معلومات) بغمد معدني.
• تقوية المعادن في هياكل الطرق أو المباني.
• جميع الهياكل المعدنية الأبعاد. على سبيل المثال ، حاوية (خزان) لتخزين المنتجات البترولية.

التأريض كحماية ضد التآكل الكهربائي

لمنع حدوث تيارات شاردة في النظام ولحماية سكة المنشفة المسخنة من التآكل الكهروكيميائي ، من الضروري إعادة إنشاء اتصال ثابت بينه وبين الأنبوب الصاعد. بمعنى آخر ، تحتاج فقط إلى تأريض الجهاز المحيطي عن طريق توصيل سكة المنشفة المسخنة بسلك برافعة معدنية ، أو تركيب نظام موازنة محتمل.

من المهم أيضًا القيام بذلك لأن بعض السكان عديمي الضمير في المباني السكنية ، الذين يرغبون في توفير المال ، ووضع أخطاء على عدادات الكهرباء ، واستخدام أنابيب التدفئة أو إمدادات المياه كأساس. ومن ثم يكون جيرانهم في خطر حقيقي ، لأنه حتى مجرد لمسة لبطارية معدنية ستمنح الشخص "فرصة" لتلقي صدمة كهربائية قاتلة.

العلاجات

الطريقة الوحيدة لمنع ظهور التيارات الشاردة هي إزالة إمكانية التسرب من الموصلات ، وهي نفس القضبان ، إلى الأرض.لهذا الغرض ، يقومون بترتيب السدود الحجرية المكسرة ، وتركيب عوارض خشبية ، وهي ضرورية ليس فقط للحصول على أساس متين لمسار السكة الحديدية ، ولكن أيضًا لزيادة المقاومة بينه وبين الأرض.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم إجراء تركيب جوانات مصنوعة من مواد عازلة للكهرباء. لكن كل هذه الطرق أكثر ملاءمة لخطوط السكك الحديدية ، فمن الصعب عزل مسارات الترام بهذه الطريقة ، لأن هذا يؤدي إلى زيادة مستوى القضبان ، وهو أمر غير مرغوب فيه في الظروف الحضرية.

اقرأ أيضًا: في أي مسافة ليس من الخطير أن تعيش بجوار حزب الشعب الجمهوري

في حالة نقاط التوزيع والمحطات الفرعية وخطوط الكهرباء ، يمكن تصحيح الوضع باستخدام أنظمة إيقاف التشغيل التلقائي الأكثر تقدمًا. لكن قدرات هذه المعدات محدودة ، كما أن انقطاع التيار الكهربائي المستمر ، خاصة في البيئة الصناعية ، أمر غير مرغوب فيه.

لذلك ، في معظم الحالات ، يلجأون إلى حماية خطوط الأنابيب والكابلات المدرعة والهياكل المعدنية الموجودة في منطقة عمل التيارات الشاردة.

الحماية النشطة والسلبية

هناك طريقتان رئيسيتان لحماية نفسك:

1. سلبي - يمنع ملامسة المعدن من خلال استخدام الطلاءات المصنوعة من مواد عازلة للكهرباء. ولهذا الغرض ، يتم استخدام الطلاء بالمعاجين البيتومينية ، والملف بشريط عازل عازل ، ومجموعة من هذه الطرق. لكن هذه الأنابيب أغلى ثمناً ، ولم يتم حل المشكلة بالكامل ، لأنه مع حدوث أضرار عميقة لمثل هذه الطلاءات ، لا تعمل الحماية عملياً.

   
   الحماية السلبية

2. نشط - يقوم على إزالة التيارات الشاردة من الخطوط المحمية. يمكن أن يتم ذلك بعدة طرق. يعتبر الحل الأكثر فعالية.

   
   الدفاع النشط

في ظروف مختلفة ، يتم استخدام طرق مختلفة للحماية من التآكل الكهروكيميائي. دعنا نلقي نظرة على بعض الأمثلة الأساسية.

حماية مجفف المناشف

الفرق الرئيسي هو أنهم في الهواء الطلق ، لذلك لن يساعد العزل ، ولا يوجد مكان لتحويل التيارات الشاردة. لذلك ، فإن الخيار الصالح الوحيد هو التكافؤ المحتمل.

لحل هذه المشكلة ، يتم استخدام أسس بسيطة. أي أنها تستعيد الظروف التي كانت قبل انكسار السلسلة بمساعدة أنابيب البوليمر. يتطلب ذلك تأريض كل قضيب منشفة مُسخن أو مبرد تدفئة.

حماية مواسير المياه

في هذه الحالة ، تكون الحماية الوقائية باستخدام أنود إضافي أكثر ملاءمة. تستخدم هذه الطريقة أيضًا لمنع تكوين المقياس في خزانات تسخين المياه الكهربائية.

يتم توصيل القطب الموجب ، غالبًا ماغنيسيوم ، بالسطح المعدني للأنبوب ، مكونًا زوجًا كلفانيًا. في هذه الحالة ، لا تخرج التيارات المتجولة من خلال الفولاذ ، ولكن من خلال مثل هذا الأنود الذبيحي ، وتدمره تدريجيًا. يبقى الأنبوب المعدني سليمًا. يجب أن يكون مفهوما أن استبدال الأنود الواقي مطلوب من وقت لآخر.

حماية أنابيب الغاز

يتم استخدام طريقتين لحماية هذه الكائنات:

• الحماية الكاثودية ، حيث يتم إعطاء الأنبوب إمكانات سلبية بسبب استخدام مصدر طاقة إضافي.
• تتضمن حماية الصرف الكهربائي توصيل خط أنابيب الغاز بمصدر المشكلة بموصل. هذا يمنع تكوين زوج كلفاني مع التربة المحيطة.

لاحظ أن الضرر الملموس للهياكل المعدنية يتطلب استخدام تدابير معقدة. وتشمل هذه الحماية ومنع حدوث المخاطر.

معالجة البوليمر - حل المشكلة دون التأريض

ولكن يمكنك حل المشكلة بطريقة أخرى عن طريق معالجة السطح الداخلي لسكة مناشف من الفولاذ المقاوم للصدأ مع تركيبة بوليمر خاصة. سيخلق طبقة عازلة تعمل بشكل فعال ضد الاختلافات المحتملة والتآكل.

تعد معالجة البوليمر لقضبان المناشف المسخنة بالماء خدمة إضافية تقدمها شركتنا بناءً على طلب المشتري.ويمكنك طلبه عبر الإنترنت على موقع ZIGZAG.

اذهب إلى

علامات التآكل الكهربائي في قضيب منشفة مُسخن

يبدأ التآكل الكهروكيميائي على سكة مناشف ساخنة بالماء بتكوين بقع حمراء صغيرة تزداد تدريجياً في الحجم. بمرور الوقت ، تصبح عملية التآكل أكثر كثافة. لا تتمدد بقع الصدأ فحسب ، بل تتعمق أيضًا في المعدن ، وتشكل نقاطًا سوداء على الأنابيب من الداخل والخارج. تحت تأثير التيارات الشاردة ، تلف السطح الكامل لسكة المنشفة الساخنة ، وتظهر التسريبات على اللحامات الملحومة ، مما يؤدي إلى تفاقم المشكلة فقط.

يجب إضافة أن الصدأ له "مساعدين" جيدين. بادئ ذي بدء ، هذه شوائب مختلفة موجودة في ماء الصنبور. الكلور والأكسجين والمغنيسيوم وأملاح الكالسيوم لها تأثير سلبي على المعدن وتسريع عملية التآكل بشكل كبير. يلعب ارتفاع درجة حرارة الماء في مصدر الماء الساخن (حتى 70 درجة) دورًا مهمًا في تدهور حالة سكة المنشفة الساخنة ، مما يزيد من هجوم التآكل الكهربائي.

إجراءات التثبيت لسكة مناشف ساخنة بالماء

أمر العمل

من الممكن تمامًا توصيل سكة مناشف ساخنة بالماء بيديك.

إذا كنت تريد معرفة كيفية توصيل سكة مناشف ساخنة بشكل صحيح ، فمن الأفضل اتباع هذا المخطط:

• تفكيك سكة المنشفة القديمة
• تركيب الرافعات
• تركيب سكة تعليق منشفة جديدة
• التحقق من جودة التثبيت

مع النهج الصحيح ، لا يستغرق الإجراء بأكمله أكثر من بضع ساعات. سننظر في كل مرحلة من المراحل المذكورة أعلاه بشكل منفصل.

تفكيك سكة المنشفة الساخنة

قبل توصيل سكة مناشف ساخنة بالماء ، يجب عليك إزالة القديم.

هكذا يتم فعل هذا:

• نقوم بإيقاف تشغيل مصدر الماء الساخن للأنبوب الذي يتم توصيل سكة المنشفة المسخنة به. يمكن القيام بذلك عن طريق الاتصال بمكتب الإسكان ، أو بشكل مستقل (بالاتفاق مع الشخص المسؤول ، على سبيل المثال ، رئيس التعاونية) عن طريق إغلاق الصمام المقابل.
• يتم تفكيك قضبان المناشف المُدفأة ذات الوصلة الجانبية ، وكذلك أي من قضبان المناشف المُسخنة التي ليست جزءًا لا يتجزأ من أنبوب إمداد الماء الساخن ، عن طريق فك الوصلات الملولبة.
• إذا كان الخيط "عالقًا" ، أو إذا تم لحام سكة المنشفة المسخنة ببساطة في الأنبوب ، فإننا نقطعها بمطحنة.

ملحوظة! عند تفكيك سكة مناشف ساخنة ، يجب إجراء التشذيب بحيث يكون قسم الأنبوب كافيًا للخيوط.

نزيل سكة المنشفة المفككة والمدفأة من الأقواس.

تركيب الرافعات

بعد ذلك ، يمكنك متابعة تركيب الرافعات. إذا قطعنا سكة المنشفة القديمة المسخنة ، فإننا نقطع خيطًا جديدًا على بقايا الأنبوب بموت من القطر المقابل. إذا بقي الخيط على الأنابيب ، فيجب أيضًا "إخراجها" لتحسين جودة التوصيل الملولب.

بعد ترتيب الخيط بالترتيب ، نقوم بتركيب صمامات الإغلاق - الصنابير.

يتم ذلك من أجل:

• اضبط شدة سكة المنشفة المسخنة عن طريق فتح أو إغلاق الصنابير
• إذا كان من الضروري الإصلاح (على سبيل المثال ، إذا كان هناك تسريب من سكة منشفة ساخنة) أو استبدال سكة مناشف ساخنة ، فمن الممكن إغلاق المياه واتخاذ الإجراءات اللازمة.

ملحوظة!

إذا كنت تخطط لتثبيت وصلة مرور - ما يسمى بـ "الالتفافية" ، فأنت بحاجة إلى توفير إمكانية التثبيت بالفعل في هذه المرحلة.

مخطط اتصال مع "تجاوز"

تركيب سكة مناشف ساخنة

اعتمادًا على نوع الاتصال الذي يحتوي عليه سكة المنشفة المسخنة ، نختار التركيبات - مستقيمة أو بزاوية.

جميع الوصلات الملولبة محكمة الغلق بلف الكتان. يستخدم شريط FUM للوصلات المترابطة المخروطية

توصيل سكة منشفة ساخنة بأنبوب

نعلق سكة المنشفة المسخنة بالتركيبات ، ونشدد السحابات ، مع الحرص على عدم إتلاف الخيوط.

نعلق سكة المنشفة الساخنة على الحائط إما بمشابك أو بمساعدة حاملات تلسكوبية خاصة.

من المهم هنا اختيار المسافة الصحيحة من الجدار (الجص أو الكسوة) إلى محور أنابيب سكة المناشف المسخنة:

• إذا كان قطر الأنبوب أقل من 23 مم ، فيجب أن تكون المسافة 35 مم أو أكثر
• إذا كان قطر الأنبوب 40-50 مم ، فإن المسافة الدنيا هي 50 مم

تركيبات للتوصيل

يجب فحص سكة المنشفة المسخنة المتصلة بحثًا عن أي تسرب عن طريق إجراء اختبار التشغيل. إذا كان كل شيء طبيعيًا ولا توجد تسريبات ، فيمكن استخدام الجهاز.

عيوب أنظمة الحماية الكاثودية

هذه التقنية ليست عالمية بأي حال من الأحوال ؛ فمن الضروري بناء كل كائن لظروف تشغيل محددة. في حالة الحسابات غير الصحيحة للتيار الواقي ، يحدث ما يسمى "الحماية الزائدة" ، وتكون محطة الكاثود بالفعل مصدرًا للتيارات الشاردة. لذلك ، حتى بعد التثبيت والتشغيل ، تتم مراقبة أنظمة الكاثود باستمرار. لهذا الغرض ، يتم تركيب آبار خاصة في نقاط مختلفة لقياس تيار الحماية.

يمكن أن يكون التحكم يدويًا أو تلقائيًا. في الحالة الأخيرة ، يتم تثبيت نظام تتبع المعلمات ، المتصل بمعدات التحكم في محطة الكاثود.

طرق إضافية للحماية من التيارات الشاردة

• استخدام خطوط الكابلات مع غلاف خارجي يكون عازلًا جيدًا. على سبيل المثال ، XLPE.
• عند تصميم أنظمة الإمداد بالطاقة ، استخدم فقط أنظمة التأريض TN-S. في حالة الإصلاح الشامل للشبكات ، استبدل نظام TN-C القديم.
• عند حساب مسارات السكك الحديدية والاتصالات تحت الأرض ، ضع مسافة بين هذه الكائنات قدر الإمكان.
• استخدم السدود العازلة أسفل القضبان ، المصنوعة من مواد ذات توصيل كهربائي ضئيل.