ہائی وولٹج ڈسکنیکٹرز میں کوروزن پروٹیکشن ٹیکنالوجی کا تجزیہ

عوامل کشیدگی بالا وسایل جدا کننده برقی حیاتی در سیستم‌های برق صنعتی هستند. معمولاً این جداکننده‌ها در داخل و خارج از ساختمان‌ها نصب می‌شوند و در طول عملکرد بلندمدت، به دلیل عوامل مختلف آسیب‌پذیری نسبت به فرسودگی را تجربه می‌کنند. این مقاله فناوری‌های محافظت از فرسودگی جداکننده‌های برقی با ولتاژ بالا را بر اساس شرایط محیطی طبیعی، طراحی ساختاری داخلی و استراتژی‌های پوشش محافظ بررسی می‌کند تا عملکرد پایدار و قابل اعتماد شرکت‌های مرتبط را حمایت کند.

1. زمینه تحقیق

جداکننده‌های برقی با ولتاژ بالا به عنوان اجزای حیاتی محافظ در سیستم‌های برق شرکت‌ها عمل می‌کنند. به دلیل نصب معمول آن‌ها در محیط‌های داخلی و خارجی، آن‌ها به طور مداوم در طول زمان با عوامل مختلف فرسایشی مواجه می‌شوند. این مقاله تکنیک‌های محافظت از فرسودگی را با بررسی سه جنبه کلیدی: محیط طبیعی، ساختار داخلی و پوشش‌های محافظ - بررسی می‌کند تا راهنمایی عملی برای افزایش قابلیت اطمینان تجهیزات و حمایت از عملیات صنعتی پایدار ارائه دهد.

عوامل فرسودگی موثر بر جداکننده‌های برقی با ولتاژ بالا

(1) عوامل محیطی طبیعی
به دلیل نقش حیاتی آن‌ها در تضمین عملکرد پایدار سیستم‌های برق، جداکننده‌های برقی با ولتاژ بالا نیازمند شرایط محیطی دقیق هستند. معمولاً آن‌ها در مکان‌هایی با مشخصات زیر نصب می‌شوند:

• ارتفاع ≤ 1,000 متر

• دمای محیط بین –30 درجه سانتیگراد تا +40 درجه سانتیگراد

• رطوبت نسبی متوسط روزانه ≤ 95% RH

در بسیاری از محیط‌های صنعتی با دماهای محیطی بالا، جداکننده‌ها معمولاً در بیرون نصب می‌شوند. از آنجا که بیشتر اجزای جداکننده‌ها فلزی هستند، تعریض طولانی مدت به رطوبت و دمای بالا واکنش‌های اکسیداسیونی بین سطوح فلزی و رطوبت جوی را تسریع می‌کند. این منجر به کاهش عملکرد در طول زمان می‌شود. در مناطقی با تغییرات دمایی روزانه زیاد، تراکم روی سطوح فلزی فرسودگی را به طور قابل توجهی تشدید می‌کند.

علاوه بر این، در مناطق صنعتی که در آن‌ها سوختن زغال سنگ یا پردازش شیمیایی آلودگی‌های (مانند SO₂، NOₓ، کلریدها) را آزاد می‌کند، آلودگی جوی فرسودگی ساختارهای فلزی را تشدید می‌کند. شرکت‌ها باید بر اساس شرایط محیطی محلی، پوشش‌های ضد فرسودگی مناسب را انتخاب یا تعویض به موقع اجزا را برنامه‌ریزی کنند.

(2) عوامل ساختاری اجزا
یک جداکننده برقی با ولتاژ بالا معمولاً شامل ترکیب پایه، قسمت‌های هادی، اجزای عایق و مکانیزم‌های عملکرد/انتقال است. طراحی ساختاری ضعیف یا نصب ناصحیح می‌تواند شکاف‌ها یا مناطق مرده‌ای ایجاد کند که در آن‌ها غبار، رطوبت و ذرات فرسایشی تجمع می‌یابند - در نهایت منجر به زنگ‌زدن در مناطق حیاتی می‌شود.

در طول عملکرد، صفحات تماس - رابط‌های کلیدی که المان‌های مختلف هادی را به هم متصل می‌کنند - به خصوص آسیب‌پذیر هستند. وقتی فلزات متفاوت مانند مس، آلومینیوم و فولاد تحت بار با هم تماس می‌گیرند، فرسودگی گالوانیک (الکتروشیمیایی) رخ می‌دهد. این امر مقاومت تماس را افزایش می‌دهد، گرمای محلی ایجاد می‌کند و فرسودگی مکانیزم‌های انتقال و عملکرد را تسریع می‌کند.

بنابراین، در زمان خرید و نگهداری، کارکنان باید پارامترهای بعدی و الکتریکی را به طور دقیق تأیید کنند، آزمایش‌های اولیه برای ارزیابی تمامیت ساختاری انجام دهند و جداکننده‌هایی با طراحی مقاوم و ضد فرسودگی را اولویت بخشند.

2. استراتژی‌های محافظت از فرسودگی جداکننده‌های برقی با ولتاژ بالا

2.1 تشخیص شکست عایق

شکست عایق خطرات جدی برای سیستم‌های برق ایجاد می‌کند. عایق‌های سرامیکی، که تحت تنش محیطی طولانی مدت قرار می‌گیرند، ممکن است فرسودگی و پیری را تجربه کنند. از آنجا که آن‌ها پشتیبانی مکانیکی و عایق الکتریکی بین قسمت‌های هادی و انتقالی ارائه می‌دهند، هر شکست می‌تواند موجب کوتاه شدن مدار، قطع برق یا حتی خطرات ایمنی شود.

آزمون فراصوت یک روش گسترده برای تشخیص نقص‌های عایق است. به عنوان مثال، در عایق‌های ستونی سرامیکی، شکست‌ها معمولاً 10–20 میلی‌متر زیر فلنگ آهن‌گری رخ می‌دهند. بازرسان باید از سوند‌های فراصوت (≤5 میلی‌متر قطر) روی فلنگ و سطوح استوانه‌ای مجاور استفاده کنند و انحنای سوند را با مشخصات عایق تنظیم کنند. با ترکیب مقادیر K سوند‌های زاویه‌دار با اندازه‌گیری فاصله فلنگ تا استوانه و تحلیل داده‌های انتشار موج لغزشی، شکست‌های میکروسکوپی می‌توانند به طور دقیق شناسایی شوند. تشخیص زودهنگام امکان تعویض به موقع از طریق پلتفرم‌های هوایی را فراهم می‌کند و عملکرد بدون وقفه جداکننده را تضمین می‌کند.

2.2 تعویض اجزای اصلی مبتنی بر آلومینیوم

مواد رایج برای بدنه جداکننده‌ها شامل آلومینیوم، فولاد و مس هستند، هر کدام با خواص مقاومت در برابر فرسودگی متفاوت (جدول 1 را ببینید). آلومینیوم مقاومت اکسیداسیونی و ثبات حرارتی برتری دارد. در دماهای محیطی، آن یک لایه اکسید متراکم و خودپاشی‌کننده از طریق واکنش زیر ایجاد می‌کند:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

این فیلم Al₂O₃ (معمولاً 0.010–0.015 میکرون ضخامت) به طور مؤثری فلز زیرین را از فرسودگی جوی و حرارتی محافظت می‌کند. حساسیت باقی‌مانده به رطوبت می‌تواند با پوشش‌های سطحی هیدروفوبیک کاهش یابد.

در محیط‌هایی که دارای انتشار بالای سولفور/کلرید (مانند نیروگاه‌ها) هستند، فرسودگی چند عاملی از رطوبت و گازهای دودکش نیاز به استفاده از آلیاژهای پیشرفته - مانند آلومینیوم-مس یا آلومینیوم- روی - به عنوان انتخاب‌های بهینه برای اجزای حیاتی دارد.

2.3 گالوانیزه کردن اجزای فولادی

پوشش‌های رنگی سنتی محافظت کافی در برابر آلاینده‌های صنعتی عدوانی مانند SO₂ و کلر را ارائه نمی‌دهند. بنابراین گالوانیزه کردن گرم یا الکتریکی روش اصلی کاهش فرسودگی برای اجزای فولادی در جداکننده‌ها است.

زِنک کا استعمال آسانی سے ممکن ہے، اعلیٰ کیتھوڈک (بالائی) حفاظت فراہم کرتا ہے، اور مستحکم کوروزن شدید لیئر بناتا ہے۔ گالوانائزش کا عمل درج ذیل ہے:

• سطح کی تیاری: برآمدہ حصوں اور روئی کو ہٹانے کے لیے گردنا یا پولش کرنا۔

• ڈیگریسنگ: NaOH اور Na₂CO₃ کا استعمال کرتے ہوئے الکالائین کلیننگ، پھر مکمل گرم پانی کی دھولی۔

• پکلنگ: ایسڈک حل میں غوطہ لگانے کے لیے مضبوط ایچنگ کے لیے، پھر پانی کی دھولی اور خشک کرنا۔

• ایلیکٹروپلیٹنگ: نیٹرل پوٹاشیم کلورائیڈ مبنی زِنک باتھ (ب्रائٹنرز اور سافٹنرز کے ساتھ) کا استعمال کرتے ہوئے 25–35 °C پر، مضغوط ہوا کے مدد سے گھٹا گھٹا؛ پلیٹنگ کا دورانیہ ≤ 30 منٹ۔

• پاسیویشن: پلیٹڈ حصے کو کمرے کے درجے کے ~8–10 g/L سلفیک ایسڈ اور 200 g/L پوٹاشیم ڈائی کرومیٹ کے حل میں غوطہ لگانے سے معمولی کرومات کنورژن کوٹنگ بناتے ہیں۔

• آخری کلیننگ & خشک کرنا: التراسونک مدد سے رینس کرنا پھر گرم ہوا کے ذریعے خشک کرنا۔

مستقل صيانت کے لیے، ٹیکنیشنس کو پیش سے تیار کردہ اسپیر کٹس کا استعمال کرنا چاہیے، ٹرانسمیشن اور آپریٹنگ میکانزمز پر مولیبدین ڈائی سلفائڈ (MoS₂) مبنی لوبریکنٹس کا اطلاق کرنا، بیس بریئنگز کو لوبریکٹ کرنا، اور کنڈکٹو ایسیمبلیز میں کنٹیکٹ گیپس کو سیل کرنا—اس طرح منظم جانچ اور دیکھ بھال سے کوروزن کی مزاحمت کو بڑھا دیا جاتا ہے۔

3. نتیجہ

ہائی وولٹیج ڈسکنیکٹرز بجلی کی کمپنیوں کے برقی نظاموں میں ضروری ہیں، ان کی مدد سے انسلیٹرز اور دیگر کلیدی کمپوننٹس کی قابل اعتماد کارکردگی کی یقین دہی کی جاتی ہے۔ تاہم، کھراب طبیعی ماحول اور غیر موزوں ساختی ڈیزائن کے لمبے عرصے تک کے مظاہرے کی وجہ سے ان کو کوروزن کی خطرہ ہوتا ہے۔ اس مسئلے کا حل کرنے کے لیے، یہ مقالہ کوروزن حفاظت کے اقدامات کا جامع تجزیہ پیش کرتا ہے—جن میں انسلیٹر فریکچر ڈیٹیکشن، استراتیجک میٹریل متبادل (مثال کے طور پر، الومینیم آلائیز)، اور جالی میٹل حفاظت کی تکنیکیں جیسے گالوانائزش شامل ہیں۔ ان استراتیجیوں کے ذریعے ہائی وولٹیج ڈسکنیکٹرز کی استقامت، سلامتی، اور کارکردگی کی مدت کو کھٹروں والے صنعتی کارخانوں میں بڑھا دیا جاتا ہے۔