Kāpēc kodīga augsne iznīcina lētus zemējuma stieņus ātrāk, nekā jūs gaidāt

Kadcinkota zemējuma stieņa korozijaparādās projekta objektā, pamatcēlonis gandrīz vienmēr ir meklējams iepirkuma lēmumā, ko mēs redzam pārāk bieži, kurā prioritāte tika dota zemākajai vienības cenai, nevis materiāla piemērotībai. Mēs atkārtoti redzam šo modeli mūsu rūpnīcā: darbuzņēmējs pasūta lētākos pieejamos stieņus no lēta piegādātāja, uzstāda tos agresīvā augsnē bez mūsu norādījumiem un pēc tam sazinās ar mums divus vai trīs gadus vēlāk, jautājot, kāpēc viņuzemējuma sistēma nav izdevusiesimpedances tests.

Mūsu inženieri skaidro, ka cinka pārklājums uz cinkota zemējuma stieņa darbojas kā upuranods. Tas galvenokārt korodē, aizsargājot zem tā esošo tērauda serdi. Kad cinka slānis ir patērēts, neapstrādātais tērauds ātri korodē, un stienis zaudē gan savu strukturālo integritāti, gan elektrisko kontaktu ar apkārtējo augsni. Vieglos augsnes apstākļos ar gandrīz neitrālu pH līmeni un zemu mitruma līmeni mūsu karstcinkotie stieņi var kalpot no 20 līdz 30 gadiem.korozīva augsnes zemēšanalietojumprogrammās šis laika grafiks dramatiski sabrūk.

Mēs varam norādīt uz piekrastes iekārtu Persijas līča reģionā, kas to skaidri ilustrē. Lielākajā daļā AAE un Saūda Arābijas piekrastes augsnē ir augsts izšķīdušu hlorīdu un sulfātu līmenis, un pretestības rādījumi ir pat 200 omi-centimetri. Šādos apstākļos mēs esam novērojuši, ka plāns pārklājums ar elektrocinkotu stieni zaudē savu cinka aizsardzību 3 līdz 5 gadu laikā. Pēc tam tērauda serde korodē ar ātrumu 0,5 līdz 1,0 milimetri gadā, izraisot pilnīgu...zemējuma stieņa atteicekrietni pirms infrastruktūras, ko tā aizsargā, ekspluatācijas laika beigām. Darbuzņēmējs, kurš ietaupīja dažus dolārus par katru stieni, tagad saskaras ar mobilizācijas, rakšanas, atkārtotas iedzīšanas un atkārtotas testēšanas izmaksām, kas ievērojami pārsniedz sākotnējo pirkuma cenu.

Mūsu inženieru komanda ir dokumentējusi līdzīgus rezultātus tropiskajā Dienvidaustrumāzijā, un mēs dalāmies šajos atklājumos ar saviem klientiem, kur skābās laterīta augsnēs ar pH vērtību no 3,8 līdz 5,0 cinka pārklājumi izšķīst paātrinātā ātrumā. Projektos Malaizijā, Indonēzijā un Filipīnās, kuros tika norādīti standarta cinkoti stieņi, neņemot vērā augsnes skābumu, stieņi bija jānomaina 5 līdz 8 gadu laikā. Mēs novērojam, ka šī tendence atkārtojas dažādās ģeogrāfiskās vietās un augsnes tipos, un mūsu secinājums paliek nemainīgs: lētākais piedāvājums rada visdārgāko bojājumu, ja stieņa specifikācija neatbilst objekta apstākļiem.

Kas padara augsni kodīgu? pH, pretestība un ķīmiskais sastāvs

Augsnes korozivitāte nav viena izmērāma īpašība. Tā rodas no vairāku ķīmisku un fizikālu faktoru kombinētas ietekmes, kas mainās atkarībā no dziļuma, gadalaika un atrašanās vietas. Mēs palīdzam inženieriem un specifikatoriem izprast šos faktorus, lai viņi varētu izvēlēties pareizo.cinkots zemes stienisjebkurai konkrētai vietnei.

Augsnes pH un cinka šķīšanas ātrums

pH līmenisregulē ķīmisko vidi ap stieni. Skāba augsne ar pH zem 5,5 izšķīdina cinku tiešas ķīmiskas iedarbības rezultātā, veidojot šķīstošus cinka sāļus, kas noskalojas un pakļauj svaigu metālu turpmākai korozijai. Sārmaina augsne ar pH virs 9,0 veido pasīvu cinka oksīda slāni, kas ir izturīgs pret koroziju, bet augsta karbonātu vai amonjaka koncentrācija sārmainā augsnē var mazināt šo aizsardzību. Mēs konstatējām, ka gandrīz neitrāla augsne (pH no 6,0 līdz 8,0) nodrošina vismaigāko vidi mūsu cinka pārklājumiem.

Augsnes pretestība un korozijas ātrums

Augsnes pretestībamēra augsnes spēju vadīt elektrisko strāvu un korelē ar mitruma saturu un izšķīdušo jonu koncentrāciju. Zema pretestība (zem 1000 omcentimetriem) norāda uz augstu mitruma un izšķīdušo sāļu daudzumu, kas abi paātrina cinkota zemējuma stieņa koroziju. Augsta pretestība (virs 5000 omcentimetriem) norāda uz sausu, smilšainu vai akmeņainu augsni, kur korozija norit lēni. Mēs izmantojamASTM G57 standarts, kurā aprakstīta Vennera četru kontaktu metode, kas joprojām ir nozares standarts lauka pretestības mērīšanai, un mēs iesakām saviem klientiem to ievērot.

Hlorīdu, sulfātu un organisko skābju uzbrukums

Ķīmiskais sastāvsAinavu papildina. Hlorīda joni tieši iedarbojas uz cinka pārklājumiem, radot punktveida koroziju, kas iekļūst cinka slānī atsevišķos punktos un sasniedz tērauda serdi ātrāk nekā vienmērīga virsmas korozija. Sulfātus reducējošās baktērijas mitrā anaerobā augsnē rada sērūdeņradi, kas reaģē ar cinku, veidojot cinka sulfīdu — savienojumu, kas nav aizsargājošs. Organiskās skābes kūdrā un humusa bagātā augsnē izšķīdina cinku, izmantojot helātus, un mēs to ņemam vērā savos ieteikumos. Mūsu komanda Shibang izvērtē augsnes ķīmijas datus no klientu objektiem, lai saskaņotu mūsu stieņu pārklājuma specifikāciju ar faktisko korozijas draudiem. Mēs atsakāmies paļauties uz vienotiem pieņēmumiem, jo ​​mūsu pieredze rāda, ka katra vieta ir atšķirīga.

Kā karstā cinkošana aizsargā tērauda serdi (un kur tā ir nepietiekama)

Karstās cinkošanas procesā tiek izveidota metalurģiska saite starp cinku un tēraudu, iegremdējot sagatavoto tērauda stieni izkausēta cinka vannā aptuveni 450 grādu pēc Celsija temperatūrā. Šajā procesā tiek iegūta daudzslāņu pārklājuma struktūra: tīra cinka ārējais slānis, starpposma cinka-dzelzs sakausējuma slāņi un tērauda substrāts. Mēs uzsveram šo struktūru, jo tā ir svarīga korozijas izturībai: sakausējuma slāņi ir cietāki un izturīgāki pret koroziju nekā tīrs cinks atsevišķi, tāpēc mūsu stieņi pārspēj plānās elektrocinkotās alternatīvas.

Pārklājuma svara standarti un mūsu ražošanas process

Mūsu rūpnīcā mēs sekojamkarsti cinkots zemējuma stienisražošanas standarti, kas nodrošina pārklājuma svaru 550 g/m2 vai vairāk, ar tipisku biezumu no 70 līdz 80 mikroniem. Tas ir būtisks uzlabojums salīdzinājumā ar elektrocinkotajiem pārklājumiem, kuru biezums parasti ir no 5 līdz 15 mikroniem. Mēs redzam ievērojamu atšķirībucinkota zemējuma stieņa kalpošanas laiksstarp šiem diviem procesiem: mūsu karstās iegremdēšanas stieņi parasti kalpo 15 līdz 25 gadus mēreni korozīvā augsnē, savukārt elektrocinkoti stieņi tajā pašā augsnē sasniedz kalpošanas laika beigas 3 līdz 7 gados.

Cinka upurēšanas anoda mehānisms

Upurēšanas aizsardzības mehānisms darbojas ar elektroķīmisku iedarbību. Cinkam ir negatīvāks elektroda potenciāls nekā tēraudam, tāpēc, ja abi metāli atrodas elektrolītā (mitrā augsnē), cinks galvenokārt korodē, un tērauds paliek katodiski aizsargāts. Tasupuranoda efektsAizsargā tēraudu pat nelielu skrāpējumu vai defektu gadījumā cinka pārklājumā, kas ir būtiska priekšrocība salīdzinājumā ar tikai aizsargpārklājumiem, piemēram, krāsu vai epoksīda sveķiem.

Mēs esam atklāti par to, kur karstā cinkošana nav pietiekama, proti, visskarbākajā vidē. Augsnē ar hlorīdu koncentrāciju virs 500 ppm, pH zem 4,0 vai pretestību zem 200 omcentimetriem pat biezs karstās cinkošanas pārklājums strauji nolietojas. Mūsu Q235 tērauda serdes cinkotais zemējuma stienis efektīvi risina mērenas korozijas problēmas, taču mēs vienmēr godīgi sakām saviem klientiem: kad augsnes dati sasniedz ļoti agresīvu diapazonu, vara pārklāti vai nerūsējošā tērauda stieņi nodrošina ilgāku kalpošanas laiku. Mūsu godīgā inženiertehniskā atbilde ir saskaņot stieņa materiālu ar korozijas pakāpi. Mēs nekad nepārdodam pārāk daudz cinkotu izstrādājumu vidē, kur tie sagādās vilšanos.

Zemējuma stieņa atteices reālās izmaksas laukā

Mēs zinām, kazemējuma stieņa atteicereti nonāk ziņu virsrakstos, taču tā sekas ietekmē projektu budžetus, grafikus un drošības atbilstības reģistrus. Kad zemējuma sistēma zaudē savu impedances specifikāciju, iekārta, ko tā aizsargā, saskaras ar paaugstinātu zibens spērienu, īsslēguma strāvu un statiskās izlādes risku. Regulējošās iestādes lielākajā daļā jurisdikciju pieprasa dokumentētas zemējuma pretestības vērtības, un neveiksmīga pārbaude izraisa obligātus novēršanas pasākumus.

Mūsu klienti stāsta, ka korodējušu zemējuma stieņu nomaiņas tiešās izmaksas ietver rakšanas darbus, jaunu stieņu iegādi, ierīkošanas vai urbšanas iekārtu mobilizāciju un atkārtotu testēšanu. Pēc mūsu pieredzes, atbalstot ārvalstu klientus ar liela mēroga instalācijām, nomaiņas izmaksas par vienu stieni svārstās no 5 līdz 15 reizēm salīdzinājumā ar sākotnējo stieņa iegādes cenu atkarībā no piekļuves vietai un virsmas apstākļiem. Stienis, kas uzstādīts zem betona plātnes vai asfalta virsmas, ir jāsalauž un jāpārlej, kas vēl vairāk palielina izmaksas.

Mēs konstatējām, ka netiešās izmaksas bieži vien pārsniedz tiešās izmaksas. Telekomunikāciju tornim, kas neiztur zemējuma auditu, var tikt piemērots slēgšanas rīkojums, līdz sistēma iztur atkārtotu pārbaudi. Datu centrā ar bojātu zemējumu rodas paaugstināts iekārtu kļūmju skaits pārejas spriegumu dēļ. Rūpniecības uzņēmumā ar nepietiekamu zemējumu ir novērojams lielāks instrumentu kļūdu un elektrisko kļūmju līmenis. Šie darbības traucējumi ir ilgāki un izmaksā vairāk nekā fiziskā stieņa nomaiņa.

Saūda Arābijā mēs cieši sadarbojāmies ar darbuzņēmēju, kurš, iepriekš nekonsultējoties ar mūsu komandu, bija uzstādījis elektrocinkotus stieņus saules bateriju parkā piekrastes tuksneša augsnē. Četru gadu laikā zemējuma sistēmas pretestība bija paaugstinājusies virs specifikācijā noteiktās robežas spēcīgu spriedzes efektu dēļ.cinkota zemējuma stieņa korozijaAizvietošanas projektam bija nepieciešams atkārtoti mobilizēt uzstādīšanas komandu, importēt jaunus stieņus un plānot 10 dienu dīkstāvi, kuras laikā saules bateriju masīvs darbojās bez pilnīgas pārsprieguma aizsardzības. Kopējās nomaiņas izmaksas astoņas reizes pārsniedza sākotnējo zemējuma budžetu. Mēs klientam teicām, ka šo iznākumu varēja pilnībā novērst, veicot pienācīgu augsnes novērtējumu un precizējot mūsu...cinkots zemējuma stienisar atbilstošu pārklājuma svaru jau no paša sākuma.

Kā noteikt pareizo cinkoto zemējuma stieni korozīvai augsnei

Cinkoto zemējuma stieņu specifikācija korozīvai augsnei sākas ar objekta izpēti un beidzas ar iepirkuma dokumentu, kas saista stieņa pārklājuma svaru ar izmērītajiem augsnes parametriem. Mūsu Shibang komanda ievēro strukturētu pieeju, ko esam pilnveidojuši 17 gadu laikā, piegādājot mūsu zemējuma produktus starptautiskiem projektiem, un mēs to atklāti dalāmies ar saviem klientiem.

Augsnes novērtējums un korozijas klasifikācija

1. darbība: augsnes pārbaude.Veiciet pretestības pārbaudi vairākos dziļumos, izmantojot Vennera metodi (ASTM G57). Savāciet augsnes paraugus plānotajā stieņa iedzīšanas dziļumā, lai laboratorijas analīzē noteiktu pH, hlorīdu, sulfātu un organisko skābju saturu. Pārbaudiet gan sausā, gan mitrā gada laikā, ja vietā ir musons vai sezonāls nokrišņu daudzums.

2. solis: korozijas klasifikācija.Mēs klasificējam augsnes agresivitāti, izmantojot noteiktus standartus.NACE starptautiskāsniedz vadlīnijas, izmantojot SP0169, savukārtIEC 62561pievēršas zemējuma komponentu izvēlei. Augsnei, kas klasificēta kā ļoti korozīva, ir nepieciešama cita stieņa specifikācija nekā augsnei, kas klasificēta kā viegli korozīva.

Pārklājuma svara un stieņa diametra izvēle

3. solis: pārklājuma svara izvēle.Pielāgojiet cinka pārklājuma svaru korozijas pakāpei. Mēs iesakām:

• Viegli kodīga augsne(pH 6–8, pretestība >3000 omi-cm): standarta karstās iegremdēšanas pārklājums 460 g/m2
• Vidēji kodīga augsne(pH 5–6 vai pretestība 1000–3000 omi-cm): Biezs karstās iegremdēšanas pārklājums 550 g/m2
• Stipri kodīga augsne(pH <5 vai pretestība <1000 omi-cm): Apsveriet vara pārklājumu vai nerūsējošo tēraudu

4. darbība: diametrs un garums.Mēs iesakām biezāku stieni, jo tas nodrošina lielāku cinka rezerves rezervuāru, pagarinot kalpošanas laiku. Standarta diametri ir no 14 mm līdz 20 mm, bet garums - no 1,5 metriem līdz 3,0 metriem. Ļoti korozīvā augsnē diametra palielināšana no 14 mm līdz 17,2 mm pagarina jēgpilnu kalpošanas laiku, jo biezāks cinka slānis noārdās ilgāk.

5. solis: dokumentācija.Mēs vienmēr pieprasām rūpnīcas sertifikātus, kas apliecina pārklājuma svaru, tērauda kategoriju un atbilstību cinkošanas standartiem mūsu produktiem. Mūsu rūpnīca nodrošina ISO 9001:2008 unUL sertificētsdokumentācija ar katru sūtījumucinkota tērauda zemējuma stieņi, nodrošinot mūsu klientiem izsekojamību no izejvielām līdz uzstādītam produktam.

Uzstādīšanas prakse, kas pagarina zemējuma stieņa kalpošanas laiku

Mēs atgādinām saviem klientiem, ka pat vislabāk specifikētais cinkotais zemējuma stienis nedarbosies pareizi, ja uzstādīšanas laikā tiek bojāts cinka pārklājums vai stienis tiek novietots apstākļos, kas paātrina koroziju. Mūsu pieredze vairākos kontinentos ir mācījusi, ka uzstādīšanas kvalitāte ir būtiska zemējuma stieņa kalpošanas laika svārstību sastāvdaļa.

Dziļuma piedziņa un stieņa aizsardzība

Braukšanas metode.Iedzerot stieni zemē, iesakām izmantot iedzīšanas vāciņu vai uzgaļa aizsargu. Tieši āmura sitieni pa stieņa galu var izraisīt cinka pārklājuma bojājumus un atsegtu tēraudu stieņa augšpusē. Akmeņainā augsnē iesakām iepriekš izurbt piloturbumu, nevis spiest stieni cauri šķēršļiem, kas skrāpē cinka slāni. Mūsu stieņu sūtījumiem pievienojam iedzīšanas padomus, lai palīdzētu uzstādītājiem aizsargāt pārklājumu iedzīšanas laikā.

Aizpildījuma materiāls.Stieņa tiešajai apkārtējai augsnei ir vislielākā ietekme uz korozijas ātrumu. Agresīvos augsnes apstākļos stieņa atveres aizpildīšana ar materiālu ar zemu pretestību, piemēram, bentonīta mālu vai vadošu betonu, rada aizsargplēvi ap stieni. Šis aizpildījums samazina stieņa saskari ar sliktāko vietējās augsnes ķīmisko sastāvu, vienlaikus saglabājot elektrisko savienojumu, kas nepieciešams zemējuma veiktspējai.IEEE 80 standartssniedz norādījumus par zemējuma sistēmas projektēšanu, kas ietver aizbēršanas apsvērumus.

Dziļums un orientācija.Mēs instruējam uzstādītājus iedzīt stieņus pilnā dziļumā, lai stieņa augšdaļa atrastos vismaz 150 mm zem gatavās virsmas. Atsegtie stieņu gali korodē ātrāk augsnes un gaisa saskarnē, kur mitruma un skābekļa koncentrācija rada diferenciālu korozijas šūnu. Vertikāla uzstādīšana parasti ir labāka par iedzītiem leņķiem, jo ​​tā novieto stieņa galu dziļākos, stabilākos augsnes apstākļos.

Aizpildīšanas un savienojuma metodes

Savienojuma aizsardzība.Savienojums starp zemējuma stieni un lejupvērsto vadītāju ir vājais punkts, ja tas tiek atstāts atklāts. Lai novērstu mitruma iekļūšanu, iesakām uz mehāniskā savienotāja uzklāt pretkorozijas lenti vai termosarūkošu uzmavu. Mūsu rūpnīcā mēs ražojam stieņus ar piemetinātām kabeļu uzgaļiem, kas pilnībā novērš savienojuma korozijas problēmu, nodrošinot rūpnīcā izgatavotu, cinkotu savienojuma punktu.

Kad veikt jaunināšanu: vara apšuvuma vai nerūsējošā tērauda alternatīvas

Mēs uzskatām, ka cinkoti zemējuma stieņi labi kalpo lielākajai daļai zemējuma pielietojumu. Augsnē ar mērenu korozijas potenciālu pareizi norādīts karstcinkots stienis nodrošina uzticamu veiktspēju par daudz zemāku cenu nekā vara vai nerūsējošā tērauda alternatīvas. Tomēr pastāv skaidras inženiertehniskās robežvērtības, kurās pāreja uz korozijizturīgāku materiālu nodrošina labāku ilgtermiņa rezultātu.

Vara apšūti stieņi agresīvai augsnei

Vara apšūti stieņiIzmantojiet molekulāri saistītu vara slāni virs augstas stiprības tērauda serdes. Vara slānis ir izturīgs pret koroziju skābā un hlorīdu saturošā vidē, kur cinka pārklājumi ātri noārdās. Ar varu apšūts stienis parasti kalpo 30 līdz 40 gadus augsnes apstākļos, kas ierobežo cinkoto stieņu kalpošanas laiku līdz 8 līdz 12 gadiem. Vara slānis laika gaitā saglabā arī zemāku un stabilāku zemējuma pretestību, kas ir izdevīgi jutīgām elektroniskām instalācijām.

Nerūsējošais tērauds ekstremāliem apstākļiem

Nerūsējošā tērauda stieņi(304. un 316. klase) nodrošina visaugstāko korozijas izturību starp izplatītākajiem zemējuma stieņu materiāliem. 316. klases nerūsējošais tērauds iztur hlorīdu koncentrācijas, kas iznīcina gan cinku, gan varu, padarot to par vēlamo izvēli jūras platformām, piekrastes ķīmiskajām rūpnīcām un jūras konstrukcijām. Mēs atzīmējam, ka kompromiss ir izmaksas: nerūsējošā tērauda stieņi parasti maksā 4 līdz 8 reizes vairāk nekā mūsu cinkotie ekvivalenti.

Mēs iesakām saviem klientiem izmantot vienkāršu lēmumu pieņemšanas sistēmu: norādīt cinkotus stieņus, ja augsnes testa dati apstiprina kalpošanas laiku, kas atbilst infrastruktūras projektētajam kalpošanas laikam. Ja augsnes dati liecina par agresīviem apstākļiem, kuru dēļ projekta laika grafikā būtu jānomaina stieņi, izmaksu salīdzinājums mainās par labu vara apšuvumam vai nerūsējošajam tēraudam. Mūsu komanda sniedz šo analīzi kā daļu no mūsu pirmspārdošanas inženiertehniskā atbalsta, un mēs piegādājam visas trīs materiālu iespējas no mūsu produktu klāsta vietnē.Xinchang Shibang.

Cinkots vs vara apšūts vs nerūsējošais tērauds: salīdzinājums blakus

Zemāk esošajā tabulā ir apkopotas trīs galveno zemējuma stieņu materiālu galvenās veiktspējas un izmaksu īpašības. Iesakām to izmantot kā materiālu izvēles sākumpunktu, taču vienmēr iesakām apstiprināt ar faktiskajiem augsnes testēšanas datiem no jūsu projekta vietas.

Bieži uzdotie jautājumi par cinkota zemējuma stieņa koroziju