Kako spriječiti oksidaciju na spojevima aluminijskih sabirnica?

Zašto aluminijski spojevi sabirnica oksidiraju brže od tijela vodiča

Aluminij reagira s kisikom gotovo trenutačno nakon što je svježa površina izložena, stvarajući tanki film aluminijevog oksida. Na otvorenom vodiču ovaj film je zapravo zaštitni, ali na spoju vijcima ili stezaljkama postaje problem jer je aluminijev oksid električni izolator, a ne vodič. Ostavljen na mjestu, ovaj film povećava kontaktni otpor na spoju, a otpor se pretvara izravno u toplinu pod opterećenjem. A sabirnica jake struje priključak koji nosi nekoliko tisuća ampera može primijetiti lokalizirani porast temperature od 20 do 40 stupnjeva Celzijusa iznad okolnog vodiča jednostavno zato što tanki sloj oksida nikada nije uklonjen prije sastavljanja.

Vlaga, industrijski zagađivači i obalni slani zrak dodatno ubrzavaju ovaj proces. U standardnom industrijskom okruženju, neobrađeni aluminijski spoj može pokazati mjerljiv rast oksida unutar 90 dana; u obalnim regijama ili regijama s visokom vlagom taj se prozor skraćuje na nekoliko tjedana. Zbog toga svaki ugledni sabirnica za distribuciju električne energije postupak ugradnje tretira pripremu spoja kao zaseban korak, odvojen od jednostavnog zatezanja vijaka.

Šest praktičnih koraka za sprječavanje oksidacije na spoju

Sljedeći redoslijed odražava standardnu praksu koja se koristi u instalacijama trafostanica i industrijskih sabirnica, a odnosi se i na nove konstrukcije i radove na rekonstrukciji postojećih sustav električnih sabirnica .

1. Mehanički izbrusiti kontaktnu površinu. Upotrijebite žičanu četku od nehrđajućeg čelika ili finu abrazivnu spužvicu kako biste uklonili vidljivi sloj oksida do svijetlog metala. Nikada nemojte koristiti četku koja je prethodno dodirnula bakar, jer ugrađene čestice bakra stvaraju galvansku koroziju na aluminiju.
2. Nanesite masu za fuge unutar nekoliko minuta. Masa za spojeve koja inhibira okside (obično mast s česticama cinka ili aluminija) mora se nanijeti odmah nakon brušenja, prije nego što se novi oksidni film može ponovno formirati. Spoj istiskuje zrak i vlagu s mikroskopskih površinskih neravnina.
3. Ponovno brusite kroz smjesu. Provlačenjem žičane četke kroz nanesenu smjesu razbija se svaki oksid koji se stvorio u nekoliko sekundi nakon čišćenja, ugrađujući svježe vodljive kontaktne točke.
4. Odaberite ispravan materijal konektora. Za spojeve aluminij-aluminij treba koristiti hardver od aluminija ili aluminijske legure; prijelazi aluminij-bakar zahtijevaju certificirani bimetalni konektor sabirnice kako bi se spriječilo galvansko djelovanje između različitih metala.
5. Zakretni moment prema specifikaciji proizvođača. Spojevi s nedovoljno zategnutim momentom ostavljaju praznine u koje migriraju zrak i vlaga; prenapregnuti spojevi mogu popucati sloj zaštitne smjese od oksida ili deformirati aluminij. Obje krajnosti skraćuju život zgloba.
6. Zabrtvite i izolirajte gotov spoj. Termoskupljajuće čizme, izolacijska traka ili potpuno zatvoreno kućište štite od vlage, prašine i kondenzacije tijekom cijelog životnog vijeka instalacije.

Odabir površinske obrade i oplata: usporedba

Odabir obloga i premaza utječe i na početnu otpornost na oksidaciju i na dugoročni interval održavanja spoja. Tablica u nastavku sažima uobičajene opcije koje se koriste u rješenja sustava sabirnica danas.

Tamo gdje je okruženje posebno oštro, mnogi se inženjeri u potpunosti odmiču od otvorenih vijčanih spojeva i specificiraju a Potpuno izolirana cjevasta sabirnica , koji omotava vodič u sloj PTFE, epoksidne smole ili EPDM silikonske gume tako da spoj nikada nije izložen otvorenom zraku nakon puštanja u rad.

Izolacija i zaštita okoliša izvan spoja

Sprječavanje oksidacije nije ograničeno na spojnu točku. Puna dužina an Cjevasta sabirnica od aluminijske legure koristi od strategija zaštite okoliša koje smanjuju ukupnu izloženost golom metalu:

• Nanošenje eloksiranja ili prozirnog zaštitnog premaza na izložene kanale u vanjskim ili obalnim instalacijama.
• Korištenje a PTFE cjevasta sabirnica or EPDM cijevi od silikonske gume plašt gdje vodič prolazi kroz korozivne ili kemijski aktivne zone.
• Održavanje odgovarajućeg razmaka i ventilacije kako se kondenzacija ne bi skupljala na površini vodiča preko noći.
• Ugradnja nosača sabirnica i stupnih izolatora ocijenjenih za specifičnu klasu napona, održavajući vodič mehanički stabilnim tako da spojevi nisu opetovano opterećeni vibracijama ili toplinskim širenjem.

Za stranice koje prelaze na a Kompaktni sabirni put velike gustoće ili a Sustav sabirnica visokog i niskog napona , samo kućište djeluje kao prva linija obrane, budući da vodič nikada nije izravno izložen otvorenom zraku osim na točkama inspekcije.

Raspored pregleda za hvatanje oksidacije prije nego što prouzroči kvar

Čak i ispravno postavljeni spojevi imaju koristi od povremenih provjera, budući da trošenje brtve, vibracije i toplinski ciklusi mogu postupno olabaviti spoj tijekom godina rada.

Termalno skeniranje koje očitava više od 10 stupnjeva Celzija iznad ekvivalentnog, zdravog zgloba na istom Niskonaponska električna sabirnica rad općenito se tretira kao znak ranog upozorenja i planira se za rastavljanje pri sljedećem planiranom zastoju.

Uobičajene pogreške koje ubrzavaju oksidaciju

Iskustvo na terenu u projektima rekonstrukcije trafostanica i industrije ukazuje na mali skup ponavljajućih pogrešaka:

• Ponovna uporaba žičane četke koja se također koristila na bakrenim vodičima, uvođenjem čestica bakra koje izazivaju galvansku koroziju.
• Odgađanje nanošenja smjese nakon brušenja površine, dopuštajući stvaranje svježeg oksidnog sloja prije nego se spoj zabrtvi.
• Izravno miješanje aluminijskog i bakrenog hardvera bez naznačenog bimetalnog konektora.
• Preskakanje ponovnih provjera zakretnog momenta nakon prvog toplinskog ciklusa nakon puštanja u rad, kada se hardver smiri i sila stezanja može pasti.
• Odabir općenite potporne strukture umjesto potpornog sustava projektiranog za određeni promjer sabirnice i nazivnu struju, što može dopustiti mikro pomicanje koje opetovano ometa brtvljenje spoja.

Često postavljana pitanja

Treba li eloksirani aluminij i dalje spojiti spojeve?

Da. Anodizacija štiti otvorenu površinu vodiča, ali sam anodizirani sloj nije vodljiv i mora se ukloniti na području kontakta prije nanošenja mase i spajanja.

Mogu li se aluminijske sabirnice spojiti izravno na stezaljke bakrene opreme?

Ne bez bimetalnog prijelaznog priključka. Izravni kontakt aluminija i bakra u prisutnosti vlage stvara galvansku ćeliju koja brzo nagriza aluminijsku stranu.

Koliko često treba ponovno nanositi masu za fuge?

Većina proizvođača preporučuje provjeru stanja smjese svake tri do pet godina ili ranije u obalnim, industrijskim okruženjima ili okruženjima s visokom vlažnošću gdje se brtvena čizma može brže razgraditi.

Je li potpuno izolirana sabirnica otporna na oksidaciju?

Izolirani omotač uvelike smanjuje izloženost, ali svaki spoj, slavina ili završna točka gdje je vodič izložen za spajanje i dalje zahtijeva istu pripremu površine i primjenu spoja opisanu gore.