杂散电流腐蚀防护.ppt

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1、城轨杂散电流腐蚀防护杂散电流腐蚀防护对专业的要求三杂散电流腐蚀防护措施和监测手段二一杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流收集网截面计算四第4章杂散电流腐蚀防护§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害一.杂散电流（迷流）腐蚀概念以走行轨为回流通路的直流牵引供电系统，由于走行轨不可能完全绝缘于道床结构，钢轨不可避免地向道床及其它结构泄漏电流，这种电流就是杂散电流，也称为地中迷流。杂散电流对土建结构钢筋、设备金属外壳及其它地下金属管线产生的电化学腐蚀，即杂散电流腐蚀，也叫做迷流腐蚀。§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害二.杂散电流的产生杂散电流可用以下形式说

2、明。电位差---在回流轨中电流由高电位流向低电位，回流轨与地之间形成了电位差泄漏电流，即杂散电流随着线路运营时间的延长，运营环境逐步恶化，泄漏电阻值还将逐步减小杂散电流增大回流轨对地的电位与牵引变电所供电距离、牵引电流大小及回流轨纵向电阻大小直接相关。过渡电阻---回流轨与轨枕、地之间存在一定的过渡电阻§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理电化学腐蚀杂散电流腐蚀属于电化学腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程。介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反

3、应过程。把进行电子传导的金属导体与进行离子传导的电解质相接触的界面称为电极系，电子导体和离子导体的接合称为e-i接合。§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理城轨杂散电流腐蚀机理走行轨和金属管线均为电子导体，地面为离子导体，电子在A和D点流出，金属导体与地面组成e-i界面为阳极。电流在C点和F点流入，则地面与金属导体组成的i-e界面为阴极。A、B、C和D、E、F分别构成了两个串联的电解电池。电池Ⅰ：A钢轨（阳极区）→B道床、土壤→C金属管线（阴极区）电池Ⅱ：D金属管线（阳极区）→E土壤、道床→F钢轨（阴极区）§4-1杂散电流产生、

4、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理城轨杂散电流腐蚀机理当杂散电流由两个阳极区——走行轨（A）和金属管线（D）流出时，都会发生失掉电子的氧化反应，该部位的金属（Fe）就会遭到腐蚀。§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理城轨杂散电流腐蚀机理当金属铁（Fe）周围的介质是酸性电解质，发生的氧化还原反应是析氢腐蚀；阳极：阴极：§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理城轨杂散电流腐蚀机理当金属铁（Fe）周围的介质是碱性电解质时，发生的氧化还原反应为吸氧腐蚀。阳极：阴极：腐蚀反应Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3·2x

5、H2OFe3O4（红锈）（黑锈）§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流腐蚀特点及危害腐蚀特点腐蚀激烈。金属的腐蚀量满足法拉第定律：如，铁的K=2.89×10-17kg/C，1A的直流电流通过1年，由于电解引起的金属损失为：北京地铁实测值可达220～326AP—电腐蚀损失重量(kg)K—电化当量(kg/C)I—流出金属的电流(A)t—电流通过的时间(s)§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理腐蚀特点腐蚀集中于局部位置。有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷部位。§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理杂散电

6、流的危害走行轨及其附件的腐蚀。钢筋混凝土金属结构物的腐蚀。周围埋地管线的腐蚀。杂散电流流入电气接地装置，引起某些设备无法正常工作。§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害四.杂散电流的分布规律基本假设轨道对地的过渡电阻是均布的；走行轨的电阻是均布的；地下的金属构件纵向电阻是均布的；金属构件向大地的漏电忽略不计；其它杂散电流源的干扰忽略不计；双边供电时，两侧电源特性相同。§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害四.杂散电流的分布规律单边供电杂散电流分布r—牵引网阻抗(Ω)R—走行轨单位阻抗(Ω/km)Rg—走行轨对地电阻率(Ω·km)I—牵引电流(A)§4-

7、1杂散电流产生、腐蚀机理及危害四.杂散电流的分布规律双边供电杂散电流分布§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害四.杂散电流的分布规律双边供电杂散电流分布§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害四.杂散电流的分布规律双边供电杂散电流分布§4-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害四.杂散电流的分布规律双边供电杂散电流分布牵引变电所负极附近的轨道电位为负的最大值，此处杂散电流从埋地金属结构流出，埋地金属结构为阳极，受杂散电流腐蚀最严重。列车下部的走行轨为正的最大值，杂散电流从走行轨流出，走行轨为阳极，埋地金属为阴极，此处走行轨受杂散电流腐蚀最严重。牵引电流的大小对走

8、行轨电位有影响，牵引电流越大，走行轨对地电位越高，杂散电流也越大。牵引变电所之间的距离增加，在牵引电流不变的情况下，走轨对