6. Основные виды коррозии и их характеристика.

Коррозия кабелей связи характеризуется разрушением их металлических оболочек (свинцовых, алюминиевых, стальных), а также металлических защитных и экранирующих покровов (стальных лент и проволок брони, медных или алюминиевых экранов и т.д.) вследствие взаимодействия металла с окружающем агрессивной средой. Различают следующие основные виды коррозии: почвенную (электрохимическую), электрокоррозию (коррозию блуждающими токами) и межкристаллитную. В условиях эксплуатации могут действовать одновременно все три вида коррозии.

Почвенной коррозией называется разрушение металла, вызванное электрохимическим процессом взаимодействия с окружающей его почвой. Основными причинами, вызывающими почвенную коррозию, являются: содержание в почве влаги; содержание в почве и грунтовых водах органических и азотистых веществ, солей, кислот, щелочей и т.д.; неравномерное проникновение кислорода воздуха к оболочке кабеля, зависящее от структуры почвы.

Степень агрессивности среды и опасность почвенной коррозии кабелей определяются по общей характеристике грунтов, результатам измерений их удельных сопротивлений, а также по данным химических анализов.

Низкоагрессивными для свинцовой оболочки кабелей являются песчанные, песчанно-глинистые и глинистые незаболоченные грунты.

Среднеагрессивными являются песчанные, песчанно-глинистые с небольшим слоем чернозема (10 – 20 см) и лесные грунты.

Высокоагрессивными считаются грунты торфяные, известковые, заболоченные, черноземные с толстым слоем (30 – 50 см), а также грунты на участках скопления перегноя, мусора, шлака, во дворах животноводческих ферм, в загрязненных ручьях и стоках фабрично-заводских производств.

Грунты с удельным сопротивлением меньше 20 Ом/м признаются опасными в коррозийном отношении, так как такое сопротивление обусловлено наличием в грунте солей, кислот, щелочей, органических веществ, а также высокой влажности грунта.

Электрокоррозией (коррозией блуждающими токами) называется разрушение металла вследствие электролиза. Явление электролиза заключается в том, что металл, помещенный в соответствующий состав (электролит), под воздействием постоянного электрического тока положительной полярности разрушается. Блуждающие в грунте электрические токи попадают на металлическую оболочку (броню, экран) кабеля и в местах стекания токов в окружающую среду (это происходит там, где между оболочкой и грунтом очень низкая изоляция) разрушают ее, унося частицы металла.

Основными причинами, вызывающими электрокоррозию, считаются: Наличие в районе прокладки кабеля блуждающих токов в грунте, обусловленное близостью источников постоянного тока (электрофицированных железных дорог, линий трамваев и т.д.); передача по кабелю дистанционного питания по схеме «провод-земля»; плохое состояние изолирующих оснований рельсовых путей; высокое удельное сопротивление грунта.

Примерная схема прохождения по кабелю блуждающих токов от электрифицированной железной дороги приведена на рис. 12.

Рис. 12. Схема прохождения по кабелю блуждающих токов

от электрифицированной железной дороги.

Положительный полюс источника питания постоянного тока (тяговая подстанция) подключается к контактному проводу, а отрицательный – к ходовым рельсам; тяговый ток от положительной шины тяговой подстанции поступает в контактный провод, а оттуда через токоприемник к двигателям электровоза и далее через рельсы к минусовой шине тяговой подстанции. Так как рельсы не полностью изолированы от земли, часть тока стекает с них в землю. Величина стекающего (блуждающего) тока тем больше, чем меньше переходное сопротивление между рельсами и землей и чем больше продольное сопротивление рельс.

При электрокоррозии происходит разрушение металлической оболочки на небольшой части поверхности. В местах повреждений образуются углубления или сквозные отверстия (раковины).

Межкристаллитной коррозией называется разрушение свинцовых оболочек кабелей, вызванное воздействием постоянных или переменных механических повреждений и окружающей коррозийной среды. Причинами возникновения межкристаллитной коррозии являются:

- вибрация кабеля при его транспортировке на большие расстояния или в результате его прокладки в непосредственной близости к автомобильным и железным дорогам с большим грузовым движением и по мостам автомобильных и железных дорог;

- растягивающие механические напряжения;

- структурные неоднородности свинца;

- наличие на оболочке царапин, вмятин, трещин и других дефектов.

В результате межкристаллитной коррозии в свинцовой оболочке образуются микротрещины, которые, увеличиваясь за счет продуктов коррозии, приводят к распаду некоторых участков оболочки.

В зависимости от характера взаимодействия оболочки кабеля, среды, в которой она находится, и блуждающих токов вдоль кабеля образуются анодные, катодные или знакопеременные зоны.

Анодной зоной называют участок подземного кабеля, на котором он имеет положительный электрический потенциал по отношению к окружающей среде.

Катодной зоной называют участок, на котором кабель имеет отрицательный потенциал по отношению к окружающей среде.

Знакопеременной зоной называют участок, на котором происходит чередование положительных и отрицательных потенциалов по отношению к окружающей среде.

В катодных зонах токи втекают в оболочку кабеля, не создавая опасности ее разрушения. В анодных зонах токи стекают с оболочки, унося частицы металла и разрушая ее. Так, например, ток в 1 А, стекая с оболочки (брони, экрана) кабеля, может разрушить в течение одного года 34 кг свинца, до 10 кг железа и 3 кг алюминия.