Блуждающие токи — токи, возникающие в земле при её использовании в качестве токопроводящей среды.

Воздействие блуждающих токов

Вызывают коррозию металлических предметов, полностью или частично находящихся под землёй, а иногда и лишь соприкасающихся с поверхностью земли.

Характерны, в частности, для железнодорожных путей электрифицированных железных дорог, не обслуживаемых должным образом.

В ряде случаев блуждающие токи являются следствием аварийной утечки с линий электропередачи.

Контактные провода на электрифицированных железных дорогах постоянного тока имеют положительную полярность (рис. 150). Токи от тяговых подстанций проходят по проводам контактной сети через силовую и вспомогательную цепи электровоза, затем по рельсам и отсасывающим проводам возвращаются на соответствующие подстанции. Так как рельсы электрически не изолированы от земли, а закреплены на шпалах, лежащих на балласте, часть тока проходит по земле. Иногда такие токи обнаруживались измерениями на расстоянии нескольких десятков километров от тяговых рельсов. Понятно, почему их называют блуждающими.

В местах, где вблизи полотна железной дороги проложены подземные металлические сооружения (например, трубопроводы, кабели), тяговые токи проходят по этим сооружениям и затем около тяговых подстанций, там, где к рельсам присоединены отсасывающие провода, вновь возвращаются в рельсы. Те участки (зоны), где блуждающие токи переходят из земли в металлические подземные сооружения, называют катодными зонами, а те участки, где они стекают с сооружений в землю,— анодными.

Переход тока из металлических подземных сооружений в землю в анодных зонах вызывает разрушение металла — электрокоррозию. Электрокоррозия может быть очень интенсивной. Например, наблюдались случаи, когда стальные трубопроводы вследствие электрокоррозии становились неработоспособными через 3 года. Еще быстрее повреждаются кабели связи. Разрушаются также рельсы и рельсовые скрепления на мостах.

Допустим, что контактная сеть имеет отрицательную полярность. Тогда анодная зона перемещается по мере перемещения электроподвижного состава и разрушение подземных сооружений происходит не в одном месте, как при положительной полярности, а более равномерно — по всему участку с небольшой интенсивностью. Однако в этом случае трудней осуществить защиту от электрокоррозии. Поэтому в РФ принята положительная полярность для контактной сети и отрицательная для рельсовой сети. Одновременно для борьбы с электрокоррозией принимают различные меры, которые сводятся к уменьшению блуждающих токов, либо к применению различных защит подземных сооружений.

На электрифицированных дорогах переменного тока подземные сооружения подвергаются электрокоррозии в значительно меньшей степени, чем на дорогах постоянного тока. Это объясняется тем, что переменный ток частотой 50 Гц меняет свое направление 100 раз в 1 с. Соответственно в 100 раз уменьшается опасность электрокоррозии при равной плотности переменного и постоянного тока стекания.

Влажность воздуха также существенным образом влияет на интенсивность коррозии арматуры железобетона. Проведенными натурными исследованиями установлено, что при низкой влажности, менее 60%, затрудняется образование сплошной пленки воды на арматуре, и, несмотря на свободный доступ кислорода через заполненные водой поры, электрохимическая реакция не развивается, а при 80% влажности интенсивность коррозии значительно возрастает. Также следует отметить, что в городской местности скорость коррозионных процессов значительно выше, чем в сельской местности.

Гальваническая коррозия представляет собой электрохимическую реакцию между двумя и более различными (или разнородными) металлами. Различными, потому что для того, чтобы началась реакция, один должен быть более химически активным (или менее стабильным), чем другой или другие. Когда же речь идет о гальванической коррозии, то имеется в виду электрообмен. Все металлы обладают электрическим потенциалом, поскольку у всех атомов есть электроны, движение которых и есть электричество.

Гальваническая коррозия более активного металла начинается в тот момент, когда две или более детали из разнородных металлов, имеющие взаимный контакт (благодаря обычному соприкосновению или же посредством проводника) помещаются в жидкость, проводящую электричество (электролит). Электролитом может быть что угодно, за исключением химически чистой воды. Не только соленая морская, но и обычная вода из-под крана благодаря наличию минеральных веществ является превосходным электролитом, и с ростом температуры электропроводность ее только растет (по этой причине корпуса судов, эксплуатирующихся в жарком климате, заметно больше подвержены коррозии, чем в северных морях).

Первый признак гальванической коррозии — вздутие краски на поверхностях, расположенных ниже уровня воды, начинающееся обычно на острых гранях, и образование на обнажившемся металле белесого порошкообразного налета. Потом на поверхности металла начинают образовываться заметные углубления — словно кто-то выгрызает из него кусочек за кусочком. Гальваническую коррозию подводных частей подвесных моторов и угловых колонок — или любых алюминиевых частей лодки — значительно ускоряет наличие деталей из нержавеющей стали, таких, как гребные винты, триммеры (особенно если они "заземлены" на двигатель), узлы дистанционного управления. Именно на них и уходят электроны алюминиевых деталей. Другая причина, способная ускорить процесс гальванической коррозии — это уменьшение полезной площади анодных протекторов. Но и без наличия нержавеющей стали расположенные под водой алюминиевые детали все равно подвергаются воздействию гальванической коррозии — хотя и не столь интенсивной, как при контакте с иным металлом. При наличии электролита на большинстве однородных, вроде бы, металлических поверхностях все равно образуются крошечные аноды и катоды — в тех местах, где состав сплава неоднороден или имеются посторонние вкрапления или примеси — например, частицы металла с форм или штампов. Другая причина гальванической коррозии — подключение к береговой электросети. При этом алюминиевая подводная часть вашего мотора или колонки посредством заземляющего вывода подключается к подводным частям других лодок и становится частью огромной гальванической батареи, связанной с погруженным в воду береговым металлом. При этом не только на вашей лодке, но и на соседних коррозия значительно ускоряется.

12
• Далее ⇒