Augstsprieguma atslēgļu korozijas aizsardzības tehnoloģijas analīze

Augstsprieguma atslēgas ir kritiski svarīgi aizsardzības ierīces rūpnieciskajos elektrosistēmās. Parasti tās tiek uzstādītas gan iekšpusē, gan ārpusē darbavietās, un ilgstošas darbības laikā šīs atslēgas ir ciešu dažādu faktoru ietekmei, kas izraisa koroziju. Šajā rakstā tiek analizētas augstsprieguma atslēgu korozijas aizsardzības tehnoloģijas, balstoties uz dabiskajām vides apstākļiem, iekšējo struktūras dizainu un aizsarglakus, mērķinot atbalstīt attiecīgo uzņēmumu stabila un uzticība operāciju.

1. Pētījuma fons

Augstsprieguma atslēgas ir būtiski svarīgi aizsardzības komponenti uzņēmumu elektrosistēmās. Tās parasti tiek instalētas gan iekšpusē, gan ārpusē, un laikā tās nepārtraukti nonāk dažādos korozijas veidojošos faktoru ietekmē. Šis raksts pētījā trīs galvenos aspektus: dabisko vides apstākļu, iekšējās konstrukcijas un aizsarglaku stratēģijas, sniedzot praktisku vadību, lai uzlabotu iekārtu uzticamību un atbalstītu ilgtspējīgu rūpniecisko darbību.

Korozijas faktori, kas ietekmē augstsprieguma atslēgas

(1) Dabiskie vides faktori
Augstsprieguma atslēgas spēlē nozīmīgu lomu, nodrošinot stabila enerģijas sistēmas darbību, tāpēc toks ir stingri vides prasības. Tās parasti tiek uzstādītas vietās ar:

• Augstums ≤ 1 000 m

• Apkārtējā temperatūra no –30 °C līdz +40 °C

• Dienas vidējais relatīvais mitruma līmenis ≤ 95% RH

Daudzos rūpnieciskajos apstākļos ar augstu apkārtējo temperatūru, atslēgas parasti tiek novietotas ārpusē. Kad vairumā savu komponentu ir metāla, ilgstoša izklājuma dēļ augstā mitruma un temperatūras apstākļos paātrinās metala virsmu un atmosfēras mitruma starpā notiekošās oksidācijas reakcijas. Tas vēlāk noved pie veiktspējas pasliktināšanās. Reģionos, kur dienas temperatūras svārstības ir lielas, metāla virsmās veidojas kondensāts, kas būtiski pastiprina koroziju.

Turklāt, rūpnieciskajos rajonos, kur sūknīšanas vai ķīmiskās apstrādes procesi izdalīto piesārņojumu (piemēram, SO₂, NOₓ, hlorīdi), atmosfēras piesārņojums intensificē metāla struktūru koroziju. Uzņēmumiem jāizvēlas atbilstoši aizsarglaki vai jāplāno laikus komponentu aizvietošana, atkarībā no vietējiem vides apstākļiem.

(2) Komponentu strukturālie faktori
Augstsprieguma atslēga parasti sastāv no pamata montāžas, vedāmajiem daļējiem, izolējošiem komponentiem un darbības/pārsūtīšanas mehānismiem. Slikti strukturālais dizains vai nepareiza instalācija var radīt spraugas vai nesasniedzamos zonus, kur notiek putekļu, mitruma un korozijas daļiņu akumulācija—galu galā radoši kritisku zonu rūdni.

Darbības laikā kontaktplatnes—galvenie interfeisi, kas savieno dažādus vedāmos elementus—ir īpaši neaizsargātas. Kad atšķirīgi metāli, piemēram, mēness, alūmins un stāvs, nonāk kontaktā ar slodzes, notiek gālvaniskā (elektrokīmiskā) korozija. Tas palielina kontaktresistenci, izraisa lokālu siltuma rašanos un paātrina pārsūtīšanas un darbības mehānismu pasliktināšanos.

Tāpēc, iepirkt un uzturēt laikā, personālam jāprecizē dimensijas un elektriskās parametri, jāveic testdarbi, lai novērtētu strukturālo integritāti, un jāpievērš prioritāte atslēgām ar robustu, korozijas nestīgu dizainu.

2. Augstsprieguma atslēgu korozijas aizsardzības stratēģijas

2.1 Izolatoru sadalījuma detektors

Izolatoru trūkums rada smagus riskus elektrosistēmām. Porcelāna izolatori, kas ir pakļauti ilgstošai vides stresa ietekmei, var ciet no korozijas un novecošanas. Tā kā tie sniedz kritisku mehānisko atbalstu un elektrisko izolāciju starp vedāmajiem un pārsūtīšanas daļējiem, jebkura sadalījums var izraisīt sašķeltās ceļus, enerģijas pārtraukumus vai pat drošības riskus.

Ultrasound testēšana ir plaši pieņemta metode izolatoru defektu detektēšanai. Piemēram, post-tipa porcelāna izolatoros, sadalījumi parasti notiek 10–20 mm zem caurumju flanges. Inspektoriem jāizmanto ultrasonic probe (≤5 mm diametrs) uz flanges un blakus esošajām cilindriskajām virsmām, pielāgojot probe profilam. Kombinējot K-vērtības leju virzienā ar mērījumiem no flanges līdz cilindram un analizējot creep-wave propagācijas datus, mikrokrāsns var tikt precīzi identificēts. Agrīns detektors ļauj laikus aizvietot, izmantojot aerostācijas darba platformas, nodrošinot nepārtrauktu atslēgu darbību.

2.2 Alumīnbāzējo galveno komponentu aizvietošana

Parastie materiāli atslēgu korpusiem ietver alumīni, stāvi un mēness, katrai ar atšķirīgām korozijas nestīguma īpašībām (sk. Tabulu 1). Alumīni parāda labāku oksidācijas nestīgumu un termisko stabilitāti. Apkārtējā temperatūrā tas veido blīvu, sevi automātiski aizsargājošu oksīda slāni, reaģējot:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Šis Al₂O₃ filma (parasti 0,010–0,015 μm bieza) efektīvi aizsargā apakšējo metālu no atmosfēras un termiskās korozijas. Jebkuru atlikušo mitruma jūtību var samazināt, izmantojot hidrofobiskus virsmites.

Ja elektriskā veiktspēja to atļauj, galvenie strukturālie komponenti jāaizvieto agrīnos rūdnības pazīmes. Vides ar augstu sulfūru/hlorīdu emisijām (piemēram, elektrostacijās), mitruma un dzērves gāzu dēļ notiek daudzfaktora korozija, kas prasa izmantot paplašinātus legierus, piemēram, alumīnu-mēness vai alumīnu-cinku, kā optimālos materiālus kritiskajiem daļējiem.

2.3 Stāva komponentu celtniecība

Parastie krāsošanas laki neadekvāti aizsargā pret agresīviem rūpnieciskajiem piesārņojumiem, piemēram, SO₂ un hlorīdi. Tāpēc karstās plūsmas vai elektro-galvanizācija ir galvenā korozijas samazināšanas tehnika stāva daļējiem atslēgās.

Cinks ir ekonomisks, nodrošina lielisku katodisko (aizsargisko) aizsardzību un veido ilgstošu korozijas noturīgu slāni. Galvanēšanas process ietver:

• Povrka sagatavošana: Šķīdināšana vai polēšana, lai noņemtu burus un rūti.

• Degreasing: Alkalīns tīrīšana, izmantojot NaOH un Na₂CO₃, kas sekojas ar grūtu ūdens pildīšanu.

• Pickling: Iemakšana rietumā, lai panāktu stipru etčošanu, pēc tam ūdens pildīšana un saukšana.

• Elektrolīze: Izmantojot neitrālu cinka dārzeņu bāzes kādu (ar brīstītājiem un mīkstinātājiem) pie temperatūras 25–35 °C, palīdzot spraudīto gaisa agitācijai; elektrolīzes laiks ≤ 30 minūtes.

• Passivation: Iemakšana istabas temperatūrā esošajā ~8–10 g/L sierūbas rieņa un 200 g/L divchromātu kaliuma šķīdumā, lai veidotu blīvu chromātu pārveidošanas slāni.

• Beiguks tīrīšana & saukšana: Ultrasoniski atbalstīta pildīšana, kas sekojas ar karstu gaisa saukšanu.

Lai nodrošinātu nepārtrauktu uzturēšanu, tehniskajiem speciālistiem jāizmanto priekšlaicīgi izstrādātie rezerves komplekti, jāpiemēro molibdēna disulfīda (MoS₂) balstīti smaržļi transmisijas un darbības mehānismiem, jāsmaržo pamatnes lodes, un jāseglē kontaktu spraugas vadošos montāžos—tādējādi palielinot vispārējo korozijas noturību, veicot regulārus pārbaudes un aprūpes darbus.

3. Secinājumi

Augstsprieguma atslēgas ir nepieciešamas enerģijas uzņēmumu elektriskajos sistēmās, nodrošinot izolatoru un citu kritisko komponentu uzticību. Tomēr, ilgstoša izjaukts dabas apstākļu un nepareizs strukturālais dizains to padara jutīgākus pret koroziju. Lai risinātu šo problēmu, šajā rakstā tiek piedāvāts visaptverošs korozijas aizsardzības pasākumu analīze, ieskaitot izolatoru trūkumu detektāciju, stratēģisku materiālu aizstāšanu (piem., aluminija alliņi) un pašreizējās metāla aizsardzības tehnoloģijas, piemēram, galvanēšana. Šie stratēģijas kopīgi palielina augstsprieguma atslēgu ilgumu, drošumu un darbības ilgumu smagās rūpnieciskās lietošanas apstākļos.