Hoe oxidatie op aluminium railverbindingen te voorkomen？

Waarom aluminium railverbindingen sneller oxideren dan het geleiderlichaam

Aluminium reageert vrijwel onmiddellijk met zuurstof zodra een nieuw oppervlak wordt blootgesteld, waardoor een dunne aluminiumoxidefilm ontstaat. Bij een open geleider is deze film eigenlijk beschermend, maar bij een bout- of klemverbinding wordt het een probleem omdat aluminiumoxide een elektrische isolator is en geen geleider. Als deze film op zijn plaats blijft, verhoogt deze de contactweerstand bij het gewricht, en de weerstand wordt onder belasting direct omgezet in warmte. EEN hoge stroomrail Een verbinding met enkele duizenden ampères kan een plaatselijke temperatuurstijging van 20 tot 40 graden Celsius boven de omringende geleider veroorzaken, eenvoudigweg omdat er vóór de montage nooit een dunne oxidelaag is verwijderd.

Vocht, industriële verontreinigende stoffen en zoute kustlucht versnellen dit proces verder. In een standaard industriële omgeving kan een onbehandelde aluminium verbinding binnen 90 dagen meetbare oxidegroei vertonen; in kustgebieden of gebieden met een hoge luchtvochtigheid wordt dat venster verkort tot een kwestie van weken. Dit is de reden waarom elke gerenommeerde stroomverdelingsrail Bij de installatieprocedure wordt het voorbereiden van verbindingen gezien als een aparte stap, los van het simpelweg aandraaien van bouten.

Zes praktische stappen om oxidatie bij het gewricht te voorkomen

De volgende volgorde weerspiegelt de standaardpraktijk die wordt gebruikt in substation- en industriële railinstallaties, en is van toepassing op zowel nieuwbouw- als renovatiewerkzaamheden aan een bestaande installatie. elektrisch railsysteem .

1. Schuur het contactoppervlak mechanisch. Gebruik een roestvrijstalen draadborstel of een fijn schuursponsje om de zichtbare oxidelaag tot op het blanke metaal te verwijderen. Gebruik nooit een borstel die eerder koper heeft aangeraakt, aangezien ingebedde koperdeeltjes galvanische corrosie op aluminium veroorzaken.
2. Breng het voegmiddel binnen enkele minuten aan. Een oxideremmende verbindingsmassa (meestal een vet met zink- of aluminiumdeeltjes) moet onmiddellijk na het schuren worden aangebracht, voordat een nieuwe oxidefilm zich kan hervormen. De verbinding verdringt lucht en vocht uit de microscopische oppervlakteonregelmatigheden.
3. Schuur het mengsel opnieuw door. Door met de staalborstel door het aangebrachte mengsel te werken, wordt alle oxide afgebroken die zich in de seconden na het reinigen heeft gevormd, waardoor nieuwe geleidende contactpunten worden ingebed.
4. Selecteer het juiste connectormateriaal. Aluminium-aluminiumverbindingen moeten hardware van aluminium of aluminiumlegering gebruiken; Voor overgangen van aluminium naar koper is een gecertificeerd bimetaal vereist railconnector om galvanische werking tussen ongelijksoortige metalen te voorkomen.
5. Aandraaien volgens de specificaties van de fabrikant. Te weinig aangedraaide verbindingen laten gaten achter waar lucht en vocht naar binnen migreren; te strak aangedraaide verbindingen kunnen de oxidebeschermende verbindingslaag doen barsten of het aluminium vervormen. Beide uitersten verkorten de levensduur van de gewrichten.
6. Dicht de afgewerkte verbinding af en isoleer deze. Krimpkousen, isolatietape of een volledig gesloten behuizing houden vocht, stof en condensatie buiten gedurende de levensduur van de installatie.

Oppervlaktebehandelingen en beplating kiezen: een vergelijking

De keuzes voor de beplating en coating beïnvloeden zowel de aanvankelijke oxidatieweerstand als het onderhoudsinterval op lange termijn van een verbinding. De onderstaande tabel geeft een overzicht van veelgebruikte opties railsysteemoplossingen vandaag.

Waar de omgeving bijzonder zwaar is, wijken veel ingenieurs volledig af van open boutverbindingen en specificeren ze een Volledig geïsoleerde buisvormige busbar , waarbij de geleider wordt omhuld met een laag van PTFE-, epoxyhars- of EPDM-siliconenrubber, zodat de verbinding na inbedrijfstelling nooit wordt blootgesteld aan open lucht.

Isolatie en milieubescherming voorbij de voeg

Het voorkomen van oxidatie beperkt zich niet tot het aansluitpunt. De volledige lengte van een Buisvormige busbar van aluminiumlegering profiteert van milieubeschermingsstrategieën die de algehele blootstelling aan blank metaal verminderen:

• Aanbrengen van anodisatie of een heldere beschermende coating op blootliggende trajecten in buiten- of kustinstallaties.
• Met behulp van een PTFE buisvormige busbar or EPDM siliconenrubber buisvormige busstang mantel waar de geleider door corrosieve of chemisch actieve zones gaat.
• Zorg voor voldoende vrije ruimte en ventilatie, zodat condensatie zich niet 's nachts op het oppervlak van de geleider verzamelt.
• Het installeren van railsteunen en paalisolatoren die geschikt zijn voor de specifieke spanningsklasse, waardoor de geleider mechanisch stabiel blijft, zodat verbindingen niet herhaaldelijk worden belast door trillingen of thermische uitzetting.

Voor sites die overstappen naar een Compacte busbaan met hoge dichtheid of een Hoog- en laagspanningsbusbaansysteem , fungeert de behuizing zelf als de eerste verdedigingslinie, aangezien de geleider nooit rechtstreeks wordt blootgesteld aan de open lucht, behalve op inspectiepunten.

Inspectieschema om oxidatie op te vangen voordat deze storingen veroorzaakt

Zelfs correct geïnstalleerde verbindingen profiteren van periodieke controles, omdat pakkingslijtage, trillingen en thermische cycli een verbinding na jarenlang gebruik geleidelijk kunnen losmaken.

Een thermische scan meet meer dan 10 graden Celsius boven een gelijkwaardig, gezond gewricht daarop Elektrisch laagspanningsrail Een run wordt over het algemeen beschouwd als een vroeg waarschuwingssignaal en wordt gepland voor demontage bij de volgende geplande storing.

Veel voorkomende fouten die de oxidatie versnellen

Ervaringen uit de praktijk bij substation- en industriële retrofitprojecten wijzen op een kleine reeks terugkerende fouten:

• Hergebruik van een staalborstel die ook op koperen geleiders is gebruikt, waarbij koperdeeltjes worden geïntroduceerd die galvanische corrosie veroorzaken.
• Vertraagt ​​het aanbrengen van het mengsel na het schuren van het oppervlak, waardoor zich een nieuwe oxidelaag kan vormen voordat de verbinding wordt afgedicht.
• Rechtstreeks mengen van aluminium en koperen hardware zonder een nominale bimetaalconnector.
• Het overslaan van herkoppelcontroles na de eerste thermische cyclus na de inbedrijfstelling, wanneer de hardware tot rust komt en de klemkracht kan afnemen.
• Het kiezen van een algemene ondersteuningsstructuur in plaats van een ondersteuningssysteem dat is ontworpen voor de specifieke raildiameter en stroomsterkte, waardoor microbewegingen mogelijk zijn die herhaaldelijk de afdichting van de verbindingen verstoren.

Veelgestelde vragen

Heeft geanodiseerd aluminium nog voegmassa nodig bij verbindingen?

Ja. Anodiseren beschermt het open geleideroppervlak, maar de geanodiseerde laag zelf is niet geleidend en moet bij het contactgebied worden verwijderd voordat het mengsel wordt aangebracht en de verbinding wordt gemaakt.

Kunnen aluminium rails rechtstreeks worden aangesloten op koperen apparatuurterminals?

Niet zonder bimetaal overgangsconnector. Direct aluminium-kopercontact in aanwezigheid van vocht creëert een galvanische cel die de aluminiumzijde snel corrodeert.

Hoe vaak moet het voegmiddel opnieuw worden aangebracht?

De meeste fabrikanten raden aan om de staat van het mengsel elke drie tot vijf jaar te inspecteren, of eerder in kust-, industriële of vochtige omgevingen waar de afdichtingslaars sneller kan verslechteren.

Is een volledig geïsoleerde rail immuun voor oxidatie?

De geïsoleerde mantel vermindert de blootstelling aanzienlijk, maar elk verbindings-, kraan- of aansluitpunt waar de geleider wordt blootgesteld voor aansluiting vereist nog steeds dezelfde oppervlaktevoorbereiding en toepassing van het mengsel als hierboven beschreven.