Kodėl korozinis dirvožemis sunaikina pigius įžeminimo strypus greičiau nei tikitės

Kadacinkuoto įžeminimo strypo korozijapasirodo projekto vietoje, pagrindinė priežastis beveik visada kyla iš pirkimo sprendimo, kurį matome pernelyg dažnai, kai pirmenybė teikiama mažiausiai vieneto kainai, o ne medžiagų tinkamumui. Šį modelį savo gamykloje matome nuolat: rangovas užsako pigiausius turimus strypus iš pigių tiekėjų, be mūsų nurodymų sumontuoja juos agresyviame grunte, o po dvejų ar trejų metų susisiekia su mumis ir klausia, kodėl jųįžeminimo sistema sugedoimpedanso bandymas.

Mūsų inžinieriai paaiškina, kad cinkuoto įžeminimo strypo cinko danga veikia kaip apsauginis anodas. Ji pirmiausia koroduoja, apsaugodama po ja esančią plieninę šerdį. Kai cinko sluoksnis suyra, plikas plienas greitai koroduoja, o strypas praranda ir savo struktūrinį vientisumą, ir elektrinį kontaktą su aplinkiniu dirvožemiu. Esant švelnioms dirvožemio sąlygoms, kai pH beveik neutralus ir drėgmės lygis mažas, mūsų karštai cinkuoti strypai gali tarnauti 20–30 metų.korozinis dirvožemio įžeminimasparaiškos, tas laiko grafikas smarkiai sutrumpėja.

Galime pateikti pakrantės įrenginį Persijos įlankos regione, kuris tai aiškiai iliustruoja. Didelės JAE ir Saudo Arabijos pakrantės dirvožemyje yra didelis ištirpusių chloridų ir sulfatų kiekis, o varžos rodmenys siekia vos 200 omų centimetrų. Tokiomis sąlygomis pastebėjome, kad plonu sluoksniu padengtas elektrocinkuotas strypas praranda cinko apsaugą per 3–5 metus. Plieninė šerdis tada koroduoja 0,5–1,0 milimetro per metus greičiu, todėl visiškai...įžeminimo strypo gedimasgerokai anksčiau, nei infrastruktūra, kurią ji saugo, pasieks savo gyvavimo ciklo pabaigą. Rangovas, kuris sutaupė kelis dolerius už kiekvieną strypą, dabar susiduria su mobilizavimo, kasimo, pakartotinio įkalimo ir pakartotinio bandymo išlaidomis, kurios gerokai viršija pradinę pirkimo kainą.

Mūsų inžinierių komanda užfiksavo panašius rezultatus visoje atogrąžų Pietryčių Azijoje ir dalijamės šiais rezultatais su savo klientais, kur rūgštūs laterito dirvožemiai, kurių pH vertė yra nuo 3,8 iki 5,0, cinko dangas tirpdo greičiau. Malaizijos, Indonezijos ir Filipinų projektuose, kuriuose buvo nurodyti standartiniai cinkuoti strypai neatsižvelgiant į dirvožemio rūgštingumą, strypus reikėjo pakeisti per 5–8 metus. Pastebime, kad šis modelis kartojasi skirtingose ​​geografinėse vietovėse ir dirvožemio tipuose, ir mūsų išvada lieka ta pati: pigiausia kaina lemia brangiausią gedimą, kai strypo specifikacija neatitinka vietos sąlygų.

Kas daro dirvožemį korozinį? pH, varža ir cheminė sudėtis

Dirvožemio koroziškumas nėra viena išmatuojama savybė. Jis atsiranda dėl bendro daugelio cheminių ir fizinių veiksnių, kurie kinta priklausomai nuo gylio, sezono ir vietos, poveikio. Mes padedame inžinieriams ir projektuotojams suprasti šiuos veiksnius, kad jie galėtų pasirinkti tinkamą.cinkuotas žemės strypasbet kuriai svetainei.

Dirvožemio pH ir cinko tirpimo greitis

pH lygisreguliuoja cheminę aplinką aplink strypą. Rūgštus dirvožemis, kurio pH mažesnis nei 5,5, tiesiogiai chemiškai ištirpdo cinką, susidarydamas tirpias cinko druskas, kurios nuplauna ir dar labiau korozijai veikia šviežią metalą. Šarminis dirvožemis, kurio pH didesnis nei 9,0, sudaro pasyvų cinko oksido sluoksnį, kuris yra atsparus korozijai, tačiau didelė karbonatų ar amoniako koncentracija šarminiame dirvožemyje gali pakenkti šiai apsaugai. Pastebėjome, kad beveik neutralus dirvožemis (pH nuo 6,0 iki 8,0) suteikia švelniausią aplinką mūsų cinko dangoms.

Dirvožemio varža ir korozijos greitis

Dirvožemio varžamatuoja dirvožemio gebėjimą praleisti elektros srovę ir koreliuoja su drėgmės kiekiu ir ištirpusių jonų koncentracija. Maža varža (mažesnė nei 1000 omų centimetrų) rodo didelę drėgmę ir ištirpusių druskų kiekį, kurios abi pagreitina cinkuoto įžeminimo strypo koroziją. Didelė varža (virš 5000 omų centimetrų) rodo sausą, smėlingą arba uolėtą dirvožemį, kuriame korozija vyksta lėtai. Mes naudojameASTM G57 standartas, kuriame aprašomas Wennerio keturių kontaktų metodas, kuris išlieka pramonės standartu lauko varžos matavimui, ir mes rekomenduojame savo klientams jo laikytis.

Chloridų, sulfatų ir organinių rūgščių ataka

Cheminė sudėtisVisą vaizdą užbaigia. Chloridų jonai tiesiogiai puola cinko dangas, sukeldami taškinę koroziją, kuri atskiruose taškuose prasiskverbia pro cinko sluoksnį ir greičiau pasiekia plieno šerdį nei vienoda paviršiaus korozija. Sulfatus redukuojančios bakterijos užmirkusiame anaerobiniame dirvožemyje gamina vandenilio sulfidą, kuris reaguoja su cinku ir sudaro cinko sulfidą – neapsauginį junginį. Durpėse ir humuso turtingame dirvožemyje esančios organinės rūgštys tirpdo cinką chelatų būdu, ir mes į tai atsižvelgiame savo rekomendacijose. Mūsų „Shibang“ komanda įvertina klientų objektų dirvožemio cheminės sudėties duomenis, kad suderintų mūsų strypų dangos specifikaciją su realia korozijos grėsme. Mes atsisakome remtis vienodomis prielaidomis, nes mūsų patirtis rodo, kad kiekviena vieta yra skirtinga.

Kaip karštasis cinkavimas apsaugo plieno šerdį (ir kur jis nepakankamas)

Karštas cinkavimas sukuria metalurginį ryšį tarp cinko ir plieno, panardinant paruoštą plieninį strypą į maždaug 450 laipsnių Celsijaus temperatūros išlydyto cinko vonią. Proceso metu sukuriama daugiasluoksnė dangos struktūra: išorinis gryno cinko sluoksnis, tarpiniai cinko ir geležies lydinio sluoksniai ir plieno pagrindas. Mes pabrėžiame šią struktūrą, nes ji svarbi atsparumui korozijai: lydinio sluoksniai yra kietesni ir atsparesni korozijai nei vien grynas cinkas, todėl mūsų strypai pranoksta plonas elektrocinkuotas alternatyvas.

Dangos svorio standartai ir mūsų gamybos procesas

Mūsų gamykloje mes laikomėskarštai cinkuotas įžeminimo strypasgamybos standartus, pagal kuriuos dangų svoris yra 550 g/m2 ar didesnis, o tipinis storis – nuo ​​70 iki 80 mikronų. Tai yra didelis patobulinimas, palyginti su elektrocinkuotomis dangomis, kurių storis paprastai svyruoja nuo 5 iki 15 mikronų. Pastebime didelį skirtumącinkuoto įžeminimo strypo tarnavimo laikastarp šių dviejų procesų: mūsų karštojo cinkavimo strypai vidutiniškai koroziniame grunte paprastai tarnauja 15–25 metus, o elektrocinkuoti strypai tame pačiame grunte tarnauja per 3–7 metus.

Cinko aukojimo anodo mechanizmas

Aukos apsaugos mechanizmas veikia elektrocheminiu būdu. Cinkas turi didesnį neigiamą elektrodo potencialą nei plienas, todėl, kai abu metalai yra elektrolite (drėgnoje dirvoje), cinkas pirmiausia koroduoja, o plienas lieka katodiškai apsaugotas.aukojimo anodo efektasApsaugo plieną net ir esant nedideliems įbrėžimams ar įtrūkimams cinko dangoje, o tai yra didelis pranašumas, palyginti su tik barjerinėmis dangomis, tokiomis kaip dažai ar epoksidiniai dervos.

Atvirai kalbame apie tai, kur karštasis cinkavimas yra nepakankamas, t. y. atšiauriausiomis sąlygomis. Dirvožemyje, kuriame chloridų koncentracija viršija 500 ppm, pH mažesnis nei 4,0 arba varža mažesnė nei 200 omų centimetrų, net stora karštojo cinkavimo danga greitai suyra. Mūsų Q235 plieninės šerdies cinkuotas įžeminimo strypas efektyviai sprendžia vidutinio sunkumo korozijos iššūkius, tačiau mes visada sąžiningai sakome savo klientams: kai dirvožemio duomenys pasiekia itin agresyvų diapazoną, variu dengti arba nerūdijančio plieno strypai tarnauja ilgiau. Mūsų sąžiningas inžinerinis atsakymas – parinkti strypo medžiagą pagal korozijos sunkumą. Mes niekada neperparduodame cinkuotų gaminių aplinkoje, kurioje jie nuvils.

Tikroji įžeminimo strypo gedimo kaina lauke

Mes žinome, kadįžeminimo strypo gedimasretai patenka į antraštes, tačiau jo pasekmės atsispindi projektų biudžetuose, tvarkaraščiuose ir saugos atitikties įrašuose. Kai įžeminimo sistema praranda savo varžos specifikaciją, objektas, kurį ji saugo, susiduria su padidėjusia žaibo smūgių, gedimų srovių ir statinės iškrovos rizika. Daugelio jurisdikcijų reguliavimo institucijos reikalauja dokumentuotų įžeminimo varžos verčių, o nepavykus bandymui, pradedami privalomi taisomieji veiksmai.

Mūsų klientai pasakoja, kad tiesioginės korozijos pažeistų įžeminimo strypų keitimo išlaidos apima kasimo darbus, naujų strypų įsigijimą, gręžimo įrangos perkėlimą ir pakartotinį bandymą. Remiantis mūsų patirtimi teikiant paslaugas užsienio klientams, atliekantiems didelio masto instaliacijas, strypo keitimo kaina svyruoja nuo 5 iki 15 kartų didesnė už pradinę strypo pirkimo kainą, priklausomai nuo prieigos prie vietos ir paviršiaus sąlygų. Po betonine plokšte arba asfalto danga sumontuotą strypą reikia išardyti ir iš naujo užpilti, o tai dar labiau padidina kainą.

Pastebėjome, kad netiesioginės išlaidos dažnai viršija tiesiogines. Telekomunikacijų bokštas, kuris neišlaiko įžeminimo audito, gali būti uždarytas, kol sistema nepraeis pakartotinio bandymo. Duomenų centre su sugedusiu įžeminimu padaugėja įrangos gedimų dėl trumpalaikių įtampų. Pramonės įmonėje su netinkamu įžeminimu padidėja prietaisų klaidų ir elektros gedimų skaičius. Šie eksploatavimo sutrikimai trunka ilgiau ir kainuoja daugiau nei fizinio strypo keitimas.

Saudo Arabijoje glaudžiai bendradarbiavome su rangovu, kuris, nepasitaręs su mūsų komanda, saulės jėgainių parke pakrantės dykumos dirvožemyje įrengė elektrocinkuotus strypus. Per ketverius metus įžeminimo sistemos varža pakilo virš specifikacijoje nurodytos ribos dėl stipraus...cinkuoto įžeminimo strypo korozijaPakeitimo projektui reikėjo iš naujo mobilizuoti montavimo komandą, importuoti naujus strypus ir suplanuoti 10 dienų saulės baterijų išjungimą, kurio metu saulės baterijų masyvas veikė be visiškos apsaugos nuo viršįtampių. Bendra pakeitimo kaina aštuonis kartus viršijo pradinį įžeminimo biudžetą. Klientui pasakėme, kad šios baigties buvo visiškai galima išvengti tinkamai įvertinus dirvožemį ir nurodant mūsų...cinkuotas įžeminimo strypassu tinkamu dangos svoriu nuo pat pradžių.

Kaip pasirinkti tinkamą cinkuotą įžeminimo strypą koroziniam dirvožemiui

Cinkuotų įžeminimo strypų, skirtų koroziją sukeliančiam gruntui, specifikacija prasideda nuo vietos tyrimo ir baigiasi pirkimo dokumentu, kuriame strypo dangos svoris susiejamas su išmatuotais grunto parametrais. Mūsų „Shibang“ komanda vadovaujasi struktūrizuotu požiūriu, kurį ištobulinome per 17 metų tiekdami įžeminimo gaminius tarptautiniams projektams, ir atvirai juo dalijamės su savo klientais.

Dirvožemio vertinimas ir korozijos klasifikacija

1 veiksmas: dirvožemio tyrimas.Atlikite varžos bandymus keliuose gyliuose, naudodami Wennerio metodą (ASTM G57). Surinkite dirvožemio mėginius planuojamame strypo įkalimo gylyje, kad būtų galima atlikti laboratorinę pH, chloridų, sulfatų ir organinių rūgščių kiekio analizę. Bandykite tiek sausuoju, tiek drėgnuoju metų laiku, jei vietoje vyrauja musoninis arba sezoninis kritulių kiekis.

2 veiksmas: korozijos klasifikacija.Dirvožemio agresyvumą klasifikuojame pagal nustatytus standartus.NACE tarptautinėteikia gaires per SP0169, oIEC 62561sprendžia įžeminimo komponentų parinkimo klausimus. Dirvožemis, klasifikuojamas kaip labai korozinis, reikalauja kitokios strypo specifikacijos nei dirvožemis, klasifikuojamas kaip šiek tiek korozinis.

Dangos svorio ir strypo skersmens pasirinkimas

3 veiksmas: dangos svorio pasirinkimas.Cinko dangos svorį priderinkite prie korozijos stiprumo. Rekomenduojame:

• Silpnai ėsdinantis dirvožemis(pH 6–8, varža >3000 omų cm): standartinė karšto panardinimo danga – 460 g/m2
• Vidutiniškai korozinis dirvožemis(pH 5–6 arba varža 1000–3000 omų cm): sunki karšto panardinimo danga, kurios storis 550 g/m2
• Labai korozinis dirvožemis(pH <5 arba varža <1000 omų cm): Apsvarstykite galimybę naudoti variu dengtą arba nerūdijantį plieną.

4 žingsnis: skersmuo ir ilgis.Rekomenduojame storesnį strypą, nes jis suteikia didesnę cinko atsargą ir pailgina tarnavimo laiką. Standartiniai skersmenys svyruoja nuo 14 mm iki 20 mm, o ilgis – nuo ​​1,5 metro iki 3,0 metrų. Labai koroziniame dirvožemyje, padidinus skersmenį nuo 14 mm iki 17,2 mm, pailgėja tarnavimo laikas, nes storesnis cinko sluoksnis suyra ilgiau.

5 veiksmas: dokumentacija.Visada reikalaujame gamyklos sertifikatų, patvirtinančių dangos svorį, plieno rūšį ir atitiktį mūsų gaminių cinkavimo standartams. Mūsų gamykla atitinka ISO 9001:2008 ir...UL sertifikuotasdokumentaciją su kiekviena siuntacinkuoto plieno įžeminimo strypai, suteikdami mūsų klientams atsekamumą nuo žaliavos iki sumontuoto produkto.

Įžeminimo strypo tarnavimo laiką prailginantys įrengimo būdai

Primename savo klientams, kad net ir geriausiai cinkuotas įžeminimo strypas gali būti neefektyvus, jei montuojant bus pažeista cinko danga arba strypas bus veikiamas sąlygų, kurios paspartina koroziją. Mūsų praktinė patirtis įvairiuose žemynuose parodė, kad montavimo kokybė lemia didelę įžeminimo strypo tarnavimo laiko skirtumų dalį.

Įkalimo gylis ir strypo apsauga

Vairavimo metodas.Kalant strypą į žemę, rekomenduojame naudoti kaltinį dangtelį arba antgalio apsaugą. Tiesioginiai smūgiai plaktuku į strypo galą gali pažeisti cinko dangą ir strypo viršuje atsidengti plienas. Uolėtoje dirvoje patariame iš anksto išgręžti bandomąją skylę, o ne veržti strypą per kliūtis, kurios braižo cinko sluoksnį. Prie mūsų strypų siuntos pridedame kalimo patarimus, kurie padės montuotojams apsaugoti dangą kalti.

Užpildymo medžiaga.Didžiausią įtaką korozijos greičiui daro tiesiogiai strypą supantis dirvožemis. Agresyviomis dirvožemio sąlygomis strypo angos užpildymas mažo varžos medžiaga, pavyzdžiui, bentonito moliu arba laidžiu betonu, sukuria apsauginį apvalkalą aplink strypą. Šis užpildymas sumažina strypo sąlytį su blogiausia vietine dirvožemio chemine sudėtimi, tuo pačiu išlaikant įžeminimui reikalingą elektrinį ryšį.IEEE 80 standartaspateikiamos įžeminimo sistemos projektavimo gairės, įskaitant užpildymo aspektus.

Gylis ir orientacija.Nurodome montuotojams įkalti strypą iki galo, kad jo viršus būtų bent 150 mm žemiau gatavo paviršiaus. Atviri strypų viršūnės greičiau koroduoja grunto ir oro sąlyčio vietoje, kur drėgmės ir deguonies koncentracijos sukuria skirtingą korozijos celę. Vertikalus montavimas paprastai yra efektyvesnis nei įkalti kampai, nes strypo galas atsiduria gilesnėse, stabilesnėse grunto sąlygose.

Užpildymo ir prijungimo būdai

Ryšio apsauga.Įžeminimo strypo ir žemyn nukreipto laidininko jungtis yra silpnoji vieta, jei paliekama atvira. Rekomenduojame ant mechaninės jungties uždėti antikorozinę juostą arba susitraukiančią įvorę, kad būtų išvengta drėgmės patekimo. Mūsų gamykloje gaminame strypus su privirintais kabelių antgaliais, kurie visiškai pašalina jungties korozijos problemą, nes jungties taškas yra gamykloje pagamintas cinkuotas.

Kada atnaujinti: vario plakiruotos arba nerūdijančio plieno alternatyvos

Manome, kad cinkuoti įžeminimo strypai gerai tinka daugumai įžeminimo sričių. Dirvožemyje, kuriame yra vidutinis korozijos potencialas, tinkamai parinktas karštai cinkuotas strypas užtikrina patikimas eksploatacines savybes už daug mažesnę kainą, palyginti su vario ar nerūdijančio plieno alternatyvomis. Tačiau yra aiškios inžinerinės ribos, kai atnaujinimas į atsparesnę korozijai medžiagą duoda geresnių ilgalaikių rezultatų.

Vario plakiruoti strypai agresyviam dirvožemiui

Variu dengti strypainaudoti molekuliniu būdu sujungtą vario sluoksnį ant didelio stiprumo plieninės šerdies. Vario sluoksnis yra atsparus korozijai rūgščioje ir chloridų turinčioje aplinkoje, kur cinko dangos greitai irsta. Variu padengtas strypas paprastai tarnauja 30–40 metų dirvožemio sąlygomis, kai cinkuotų strypų tarnavimo laikas yra 8–12 metų. Vario sluoksnis taip pat laikui bėgant išlaiko mažesnę ir stabilesnę įžeminimo varžą, o tai naudinga jautrioms elektroninėms instaliacijoms.

Nerūdijantis plienas ekstremalioms aplinkoms

Nerūdijančio plieno strypai(304 ir 316 klasės) pasižymi didžiausiu atsparumu korozijai tarp įprastų įžeminimo strypų medžiagų. 316 klasės nerūdijantis plienas atlaiko chloridų koncentracijas, kurios ardo ir cinką, ir varį, todėl jis yra pageidaujamas pasirinkimas jūrinėms platformoms, pakrančių chemijos gamykloms ir jūrinėms konstrukcijoms. Atkreipiame dėmesį, kad kompromisas yra kaina: nerūdijančio plieno strypai paprastai kainuoja 4–8 kartus brangiau nei mūsų cinkuoti atitikmenys.

Patariame savo klientams taikyti paprastą sprendimų priėmimo sistemą: nurodyti cinkuotus strypus, kai grunto tyrimų duomenys patvirtina, kad jų eksploatavimo laikas atitinka infrastruktūros projektavimo laiką. Kai grunto duomenys rodo agresyvias sąlygas, dėl kurių strypus reikėtų pakeisti projekto terminuose, sąnaudų palyginimas pasislenka vario dengto arba nerūdijančio plieno naudai. Mūsų komanda teikia šią analizę kaip dalį mūsų ikipardaviminio inžinerinio palaikymo ir tiekiame visas tris medžiagų parinktis iš savo produktų asortimento adresuXinchang Shibang.

Cinkuotas, variu plakiruotas ir nerūdijantis plienas: palyginimas greta

Žemiau esančioje lentelėje apibendrintos trijų pagrindinių įžeminimo strypų medžiagų eksploatacinės savybės ir kainos. Rekomenduojame šią lentelę naudoti kaip atspirties tašką renkantis medžiagas, tačiau visada rekomenduojame patvirtinti faktiniais grunto tyrimų duomenimis iš jūsų projekto vietos.

Dažnai užduodami klausimai apie cinkuoto įžeminimo strypo koroziją