Yüksek Gerilim Kesici Anahtarlarda Koroziyon Koruma Teknolojisinin Analizi

Yüksek gerilimli ayracalar, endüstriyel elektrik sistemlerinde kritik koruma cihazlarıdır. Genellikle iş yerlerinin hem iç hem de dış kısımlarına monte edilen bu ayracalar, uzun süreli işletim sırasında çeşitli faktörlerden dolayı paslanmaya meyillidir. Bu makale, doğal çevre koşulları, iç yapısal tasarım ve koruyucu kaplama stratejileri temel alınarak yüksek gerilimli ayracalar için paslanmaya karşı koruma teknolojilerini analiz etmeyi amaçlamaktadır, ilgili işletmelerin istikrarlı ve güvenilir bir şekilde çalışmasını desteklemeyi hedeflemektedir.

1. Araştırma Arka Planı

Yüksek gerilimli ayracalar, işletmelerin elektrik sistemlerinde önemli koruma bileşenleri olarak hizmet vermektedir. İç ve dış ortamlarda genellikle dağıtıldıkları için, zaman içinde çeşitli paslayıcı etkenlere maruz kalırlar. Bu makale, doğal çevre, iç yapı ve koruyucu kaplamalar olmak üzere üç ana yönü inceleyerek paslanmaya karşı koruma tekniklerini araştırmakta, ekipman güvenilirliğini artırmada ve sürdürülebilir endüstriyel işlemler için pratik rehberlik sağlamayı amaçlamaktadır.

Yüksek Gerilimli Ayracaları Etkileyen Paslama Faktörleri

(1) Doğal Çevresel Faktörler
Yüksek gerilimli ayracaların, güç sistemlerinin istikrarlı çalışmasını sağlamak için kritik rolleri olduğundan, çevresel gereksinimleri sıkı sıktır. Genellikle şu özelliklere sahip yerlerde kurulurlar:

• Rakım ≤ 1,000 m

• Çevresel sıcaklık -30 °C ile +40 °C arasında değişir

• Günlük ortalama nispi nem ≤ %95 RH

Yüksek çevre sıcaklıklarına sahip birçok endüstriyel ortamda, ayracalar genellikle dışarıya yerleştirilir. Çoğu ayraca bileşeni metalden yapılmış olduğundan, uzun süreli nem ve sıcaklık altındaki maruziyet, metal yüzeyleri ve atmosferik nem arasındaki oksidasyon reaksiyonlarını hızlandırır. Bu da zamanla performans düşüşüne yol açar. Günlük geniş sıcaklık değişimleri olan bölgelerde, metal yüzeylerdeki kondansasyon paslanmayı büyük ölçüde artırır.

Ayrıca, kömür yakma veya kimyasal işleme gibi faaliyetlerin atık gazları (örneğin, SO₂, NOₓ, klorürler) salındığı endüstriyel alanlarda, atmosferik kirlilik metrik yapıların paslanmasını yoğunlaştırır. İşletmeler, yerel çevresel koşullara göre uygun anti-korozif kaplamaları seçmelidir veya bileşen değiştirme programlarını düzenlemelidir.

(2) Bileşen Yapısal Faktörleri
Bir yüksek gerilimli ayracanın tipik olarak taban montajı, iletken parçalar, yalıtım bileşenleri ve işlem/iletme mekanizmalarından oluşur. Kötü yapısal tasarım veya yanlış kurulum, toz, nem ve paslayıcı parçacıkların birikmesine neden olan boşluklar veya ölü alanlar oluşturabilir—sonunda kritik alanlarda paslanmayı tetikler.

İşlem sırasında, farklı iletken elemanları birbirine bağlayan kritik arayüzler olan temas levhaları özellikle hassas hale gelir. Bakır, alüminyum ve çelik gibi farklı metaller yük altında temas ederken, galvanik (elektrokimyasal) paslanma gerçekleşir. Bu, temas direncini artırır, yerel ısıtmayı tetikler ve iletme ve işlem mekanizmalarının bozulmasına neden olur.

Bu nedenle, satın alma ve bakım sırasında personel, boyut ve elektrik parametrelerini doğru bir şekilde doğrulamalı, yapısal bütünliği değerlendirmek için deneme çalıştırmaları yapmalı ve dayanıklı, paslanmaya karşı dirençli tasarımlara sahip ayracaları öncelikli tutmalıdır.

2. Yüksek Gerilimli Ayracalar için Koruma Stratejileri

2.1 Yalıtım Kırılmasının Tespiti

Yalıtım başarısızlığı, elektrik sistemleri için ciddi riskler sunar. Uzun süreli çevresel stres altında bulunan porselen yalıtıcılar, paslanma ve yaşlanma geçirebilir. İletken ve iletme parçaları arasında kritik mekanik destek ve elektriksel izolasyon sağladıklarından, herhangi bir kırılma kısa devre, güç kesintisi veya hatta güvenlik tehlikeleri tetikleyebilir.

Ultrasonik test, yalıtıcı defektlerinin tespitinde yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Örneğin, posta tipi porselen yalıtıcılarda, kırılmalar genellikle dökme demir flanşın 10–20 mm altında oluşur. Müfettişler, flanş ve yan silindirik yüzeyler üzerinde ultrasonik sondaları (≤5 mm çapında) kullanmalıdır, sondanın eğriliğini yalıtıcı profiline uydurmalıdır. Eğik sondaların K-değerlerini flanş-silindir aralığının ölçümüyle birleştirerek ve yayan dalga yayılım verilerini analiz ederek, mikro çatlaklar hassas bir şekilde belirlenebilir. Erken tespit, havadan çalışma platformları aracılığıyla zamanında değiştirilmesine olanak tanır, böylece ayracaların kesintisiz işlemesini sağlar.

2.2 Alüminyum Tabanlı Ana Bileşenlerin Değiştirilmesi

Ayracaların gövdesi için yaygın malzemeler arasında alüminyum, çelik ve bakır bulunur, her biri farklı paslanmaya karşı direnç özelliklerine sahiptir (Tablo 1'e bakınız). Alüminyum, üstün oksidasyona karşı direnç ve termal istikrar gösterir. Ortam sıcaklıklarda, aşağıdaki reaksiyon yoluyla yoğun, kendiliğinden paslanmaya karşı koruyucu bir oksit tabakası oluşturur:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Bu Al₂O₃ filmi (genellikle 0,010–0,015 μm kalınlığındadır), alttaki metali atmosferik ve termal paslanmadan etkili bir şekilde korur. Kalan nem duyarlılığını hidrofobik yüzey kaplamalarıyla azaltabilirsiniz.

Elektriksel performans izin verdiği ölçüde, ana yapısal bileşenler, paslanmanın erken belirtileri görülünce değiştirilmelidir. Yüksek sülfür/klorür emisyonlarına sahip ortamlarda (örneğin, enerji santralleri), nem ve baca gazlarından kaynaklanan çok faktörlü paslama, alüminyum-bakır veya alüminyum-cinko gibi gelişmiş alaşımların, kritik parçalar için en iyi malzeme seçenekleri haline gelir.

2.3 Çelik Bileşenlerin Cinko Kaplanması

Geleneksel boya kaplamalar, SO₂ ve klor gibi agresif endüstriyel kirliliklere karşı yetersiz koruma sağlar. Sıcak dip veya elektrik cinko kaplaması, ayracaların çelik parçaları için başlıca paslanma önleme tekniğidir.

Çinko, maliyet etkili olup, mükemmel katotik (fedakar) koruma sağlar ve dayanıklı korozyon dirençli bir tabaka oluşturur. Galvanizasyon işlemi şunları içerir:

• Yüzey hazırlığı: Dikenler ve pasın kaldırılması için ince ayarlama veya cilalama.

• Yağlanma giderme: NaOH ve Na₂CO₃ kullanılarak alkaline temizleme, ardından kapsamlı sıcak su ile durulama.

• Pikleme: Güçlü gravür için asit çözeltisine batırma, ardından su ile durulama ve kurutma.

• Elektrotavlama: Nötr potasyum klorür bazlı çinko banyosu (parlatıcı ve yumuşatıcılar ile) 25–35 °C'de, sıkıştırılmış hava karışımına yardımcı olarak; tavlama süresi ≤ 30 dakika.

• Pasifleştirme: Plakanın oda sıcaklığında yaklaşık 8–10 g/L sülfürik asit ve 200 g/L potasyum diçromat içeren çözeltisine batırılması, yoğun kromat dönüşüm kaplaması oluşturmak üzere.

• Son temizleme & kurutma: Ultrasonik destekli durulama, ardından sıcak hava ile kurutma.

Sürekli bakım için, teknisyenler önceden hazırlanmış yedek setleri kullanmalı, iletim ve çalışma mekanizmalarına molibden disülfit (MoS₂) bazlı yağlayıcılar uygulamalı, taban rulmanlarına yağlama yapmalı ve iletken montajlarda temas boşluklarını kapatmalıdır—böylece rutin inceleme ve bakım ile genel korozyon direncini artırır.

3. Sonuç

Yüksek gerilimli ayrık anahtarlar, güç işletmelerinin elektrik sistemlerinde vazgeçilmezdir, izolatörlerin ve diğer kritik bileşenlerin güvenilir çalışmasını sağlar. Ancak, sert doğal ortamlara uzun süreli maruz kalma ve yetersiz yapısal tasarımlar nedeniyle korozyona karşı hassas hale gelirler. Bunu ele almak için, bu makale korozyon koruma önlemlerini kapsamlı bir şekilde analiz eder—bu önlemler arasında izolatör kırılmasının tespiti, stratejik malzeme değiştirme (örneğin, alüminyum alaşımları) ve galvanizasyon gibi gelişmiş metal koruma teknikleri yer alır. Bu stratejiler, yüksek gerilimli ayrık anahtarların zorlu endüstriyel uygulamalardaki dayanıklılığını, güvenliğini ve operasyonel ömrünü topluca artırır.