توجه به خوردگی در سیستم زمین ضرورتی انکارناپذیر در شبکه‌های توزیع

تامین ایمنی در برابر برق گرفتگی انسان یا حیوان در بهره‌برداری از سیستم الکتریکی، ایجاد مسیری مناسب و مطمئن برای جریان عملیاتی با هدف تحریک لوازم حفاظتی به واکنش و یا تامین ایمنی در برابر برق گرفتگی هنگام انجام تعمیرات بر روی تجهیزات ضرورت وجود سیستم اتصال زمین در سیستم‌های الکتریکی را اجتناب‌ناپذیر ساخته است.
ماهیت مقاومت اتصال زمین‌ یک الکترود شامل:
۱) مقاومت الکترود (فلز)
۲) مقاومت تماس بین الکترود و فلز
۳) مقاومت خاک
است. در صورت استفاده ازتجهیزات استاندارد و اجرای صحیح اتصالات، دو مقاومت اول خیلی کوچک بوده (معمولاً‌کسری از یک اهم) و می‌توانند در موارد عملی صرفنظر شوند بنابراین مقاومت خاک موردی است که باید به آن توجه بیشتری شود.
در عمل انتخاب بهترین محل برای احداث اتصال زمین یا محدوده آن مشکل است زیرا عواملی خارج ازکنترل متخصصان و کارشناسان برق محل احداث الکترود را مشخص می‌کند همچنین باید توجه داشت که مشخصات و املاح موجود در خاک یک منطقه رانیز نمی‌‌توان کلاً تغییر داد. بنابراین یکی از روشهای کاهش مقاومت خاک و به تبع آن کاهش مقاومت اتصال زمین استفاده از مواد کاهش‌دهنده مقاومت خاک است.
در این مقاله سعی شده به بحث خوردگی و کاهش عمر سیستم زمین پرداخته شود.
● چگونگی کاهش مقاومت خاک توسط موارد کاهش‌دهنده مقاومت خاک:
۱) مواد کاهش‌دهنده مقاومت زمین، دارای مقاومت ویژه بسیار کمی هستند همچنین این موارد دور الکترود پیچیده شده، باعث افزایش سطح آن شده و به علت مقاومت ویژه کم باعث کاهش مقاومت الکترود می‌شود.
۲) موارد کاهش‌دهنده مقاومت زمین با داشتن ذرات ریز در میان خلل و فرج خاک پر شده و به دلیل دارا بودن قابلیت جذب رطوبت و انبساط بالا، سطح تماس الکترود و زمین را افزایش می‌دهند.
۳) هنگامی که در اطراف الکترود از مواد کاهش‌دهنده مقاومت زمین استفاده می‌شود در اطراف الکترود مایع الکتریسیته‌دار شروع به حرکت می‌کند که این حرکت باعث ایجاد لایه‌ای در اطراف الکترود می‌شود که به آن لایه، لایه Permeation می‌گویند و یکی از مهمترین عوامل کاهش مقاومت خاک همین لایه Permeation است.
● خوردگی در خاک
برای آنکه سازه‌ای در خاک دچار خوردگی شود باید یک پیل خوردگی تشکیل شود حال با قبول این مطلب به بیان شرایطی می‌پردازیم که با واقع شدن آنها یک پیل خوردگی می‌تواند صورت گیرد:
الف) یک کاتد و یک آند باید وجود داشته باشد.
ب) باید بین آند و کاتد اختلاف پتانسیل وجود داشته باشد.
ج) آند و کاتد باید در یک محیط رسانا قرار داشته باشند.
برای یک الکترود اتصال زمین مدفون شده در خاک شرایطی وجود دارد (فلزات غیر همجنس تغییر غلظت اکسیژن تغییر جنس خاک و ...) که به تشکیل نقاط آندی و کاتدی منجر می‌شود و شرایط الف و ب تامین می‌شوند و شرط ج با توجه به اینکه رطوبت موجود در خاک به عنوان یک الکترولیت محسوب می‌شود خود به خود فراهم است.
● انواع پیلهای خوردگی درخاک
▪ پیلهای ناشی از اتصال
فلزات غیر همجنس
(Dissimilar Metals Cell)
هر فلزی که درداخل الکترولیتی قرا رداده شود پتانسیلی نسبت به آن الکترولیت پیدا خواهد کرد که هر گاه یک الکترود دیگر به عنوان مرجع داشته باشیم به سادگی می‌توان اختلاف پتانسیل بین الکترود مرجع و فلز مورد نظر را اندازه‌گیری کرد چنانچه در سیستم اتصال زمین مثلاً اتصال بین ساختمان فولادی و مسی عایق نشده باشد، شرایطی برای تشکیل پیل فلزات غیر همجنس آماده بوده و عملاً‌خوردگی شدیدی در محل اتصال خواهیم داشت.
▪ پیلهای تنشی (Stress Cell)
یکی از انواع پیلهایی که می‌تواند درالکترودهای اتصال زمین سبب خوردگی شود پیل تنشی است این پیل در نتیجه نصب نادرست الکترودها و ایجاد تنش‌های کششی و فشاری باقیمانده در آنها ایجاد می‌شود به عبارت دیگ نیروهایی که در هنگام نصب به الکترود وارد می‌شود سبب انحنا نسبتاً کمی در آنها می‌شوند سپس قسمتهایی از الکترود که تحت تنش کششی قرار دارند به صورت آند عمل کرده و قسمتهایی که تحت تنش فشاری قرار دارند به صورت کاتدی عمل می کنند و در نتیجه بوجود آمدن نواحی آندی و کاتدی باعث ایجاد پیل تنشی و خوردگی در الکترودهای اتصال زمین می شوند.
▪ پیلهای اختلاف هوادهی خاک (پیلهای غلظتی اکسیژن)
هرگاه در اطراف الکترود، غلظت هوای موجود از نقطه ای به نقطه دیگر متفاوت باشد این نوع پیل خوردگی که شاید مهمترین پیل خوردگی باشد تشکیل می‌شود و عملاٌ این مورد زیاد اتفاق می‌افتد قسمتهایی که نفوذ هوا (اکسیژن) کمتر است نواحی آندی و قسمتهایی که نفوذ هوا(اکسیژن) بیشتر باشد نواحی کاتدی هستند.
براساس آزمایشاتی که توسط مرکز استاندارد (National Bureau of Standard) در خاک دست خورده انجام گرفته مشخص شده که خوردگی در این نوع خاک تاثیر فاکتورهایی از قبیل مخلوط خاک، آلودگی خاک، مقاومت خاک، دمای خاک و PH و پتانسیل شیمیایی خاک ‌است. مخلوط خاک بوسیله نسبت شن، ماسه و رس که در خاک موجود هستند مشخص می‌شود که تغییر نسبت هر کدام می تواند به نوعی در خوردگی خاک موثر باشد، بدلیل اینکه این نسبتها خصوصیات خاک (الکترولیت) را تغییر می‌دهند به عنوان مثال خاک رس ، دارای دانه‌هایی ریز و حداقل فضای خالی در بین ذرات است که این امر باعث کاهش حرکت هوا و آب در بین ذرات می‌شود و وقتیکه مرطوب باشد اختلاف دمش را کم کند. دانه‌های ماسه ، اندازه بزرگتری داشته و اجازه عبور هوا را می‌دهد و رطوبت را پراکنده می کند. همچنین مخلوط خاک تاثیر مهمی در نفوذ نمک و گاز داشته و اساساٌ خاکهای ماسه‌ای نفوذ پذیری خوبی دارند.
خاک بطور کلی یک ماده آمفوتر است و بخاطر این موضوعات تغییرات PH آن بوسیله باران ناچیز است. نمک ماسه در بارندگی زیاد به دلیل نفوذ پذیری خوب ماسه ، شسته می شود که این مهم باعث تغییر PH محیط می‌شود. اما این تغییرات تاثیر کمی روی خوردگی خاک می گذارد.
خوردگی در خاک دست خورده به مراتب بیشتر از خوردگی در آن قسمت از خاک است که دست نخورده است و اصولاٌ در این قسمت خاک مستقل از شرایط خاک است.
نقش اکسیژن در خاک دست نخورده خیلی بیشتر از تاثیرات مقاومت خاک،PH و ... است. نفوذ اکسیژن در خاک دست نخورده مخصوصاٌ در سفره های آب زیرزمینی به اندازه کافی کم و از پدیده خوردگی جلوگیری می کند.
▪ پیل های ناشی از اتصال میله های نو و کهنه
هنگامی که قسمتی از یک میله کهنه با قسمت جدیدی تعویض شود یا یک میله کهنه با یک میله نو اتصال یابد، بخاطر وجود محصولات خوردگی بر روی نقاط کهنه، یک پیل خوردگی تشکیل شده به نحوی که میله های تازه نواحی آندی و میله کهنه نواحی کاتدی را تشکیل می‌دهند. این اتفاق بیشتر در الکترودهای نوع میله ای اتفاق می افتد.
▪ پیلهای حرارتی
تغییرات دما در طول الکترود ها باعث بوجود آمدن آند و کاتد در میله شده، به این صورت که در قسمتهایی که دما بالا است، لایه های اکسیدی سریعتر، تشکیل شده ولی در قسمتهایی که در دمای پایین‌تر قرار دارند، لایه‌های اکسیدی هنوز تشکیل نشده و آند می‌شوند و پیلی موسوم به پیل حرارتی بوجود می آورند.
به طور مثال،‌ گازی که بلافاصله از ایستگاههای گاز خارج می شود، گاز داغ بوده و حرارت ناشی از گاز داغ، به لوله‌های انتقال گاز هدایت شده و در نتیجه باعث افزایش دما در لوله‌هایی که در فواصل نزدیک به ایستگاههای گاز قرار دارند می شود. افزایش دما در لوله‌ها سبب ایجاد پوسته‌ای اکسیدی در روی لوله‌هایی که در نواحی نزدیک به ایستگاههای گاز قرار دارند شده و این نواحی نسبت به لوله‌های دورتر که به علت دمای پایین تر هنوز لایه‌های اکسیدی روی آنها تشکیل نشده، کاتد شده و لوله‌های سرد که لایه‌های اکسیدی روی آنها ایجاد نشده آند است.
▪ پیل حاصل از شرایط مختلف خاک
چنانچه ترکیب خاک محیط اطراف الکترودها از منطقه ای به منطقه دیگر اختلاف داشته باشد در این صورت اختلاف پتانسیل در این مناطق بوجود آمده و پیل خوردگی تشکیل خواهد شد.
● خوردگی ناشی از جریان های سرگردان
جریان سرگردان جریانی است مستقیم یا یکسو (dc) که از منابع مختلفی است که مهمترین منابع تولید آن، خطوط راه آهن، جریان مربوط به یک سیستم حفاظت کاتدی بر روی تاسیسات حفاظت نشده مجاور و ... است در برخی موارد مقدار و اندازه این جریانها ممکن است به حدی زیاد باشند که به آسانی نتوان آن راخنثی کرد. مخصوصاٌ در حالاتی که این جریانها در موقع تخلیه ، سطوحی را نسبت به محیط اطراف تا چند ولت مثبت کنند.
علاوه بر جریانهای سرگردان متغیر که گفته شد ممکن است جریانهای سرگردان دائمی نیز وجود داشته باشد که اغلب ناشی از وجود جریانهای اعمال شده به سیستم‌های حفاظت کاتدی تاسیسات معینی هستند این جریانها به سهولت می توانند به تاسیسات مجاور وارد شوند، مخصوصاٌ در مواردی که حفره های آندی تاسیسات حفاظت شده در نزدیکی تاسیسات مجاور قرار گرفته باشند در این شرایط تاسیساتی که تحت حفاظت کاتدی قرار نگرفته اند در داخل میدان سرگردان قرار می گیرند بطوری که زمین نسبت به آن مثبت شده و در نتیجه این اختلاف پتانسیل مثبت جریانها وارد آن شده و چون مسیر فلزی وجود ندارد تا این جریانها به منبعی که آن را تولید کرده برگرداند لذا اجباراٌ باید به زمین تخلیه شوند که منجر به خوردگی در همین نواحی که جریانها خارج می‌شوند خواهد شد.
اما براساس نظر یولیگ (Uhlig) خوردگی بوسیله جریان سرگردان متناوب کمتر از خوردگی بوسیله جریان مستقیم است نتیجه خوردگی فرکانسها کم بیشتر از خوردگی در فرکانسهای بالا است براساس تخمین این داشمند برای فلزاتی از قبیل فولاد، مس،‌سرب در فرکانس ۶۰ هرتز جریان متناوب ،‌میزان خوردگی یک درصد از مقدار جریان مستقیم است.
● خوردگی میکروبی
خوردگی میکروبی یکی از مشکلات جدی صنایع است و باعث خسارات شدیدی در تاسیسات صنعتی شده است در این نوع خوردگی میکروارگانیسم ها واسطه عمل هستند فعالیت بیولوژیکی میکروارگانیسمها در محیط های مختلف از جمله خاک، آب،‌دریا و ... در خوردگی موثر هستند. میکروارگانیسمهای موثر در خوردگی شامل باکتریهای هوازی، غیرهوازی و قارچها هستند باکتریهای هوازی شامل باکتریهای اکسیدکننده گوگرد، اکسیدکننده آهن، اکسیدکننده آمونیاک و باکتریهای مصرف کننده مواد نفتی و ... هستند.
باکتریهای اکسیدکننده گوگرد، ترکیبات گوگردی عنصر گوگرد را به یون سولفات و اسید سولفوریک تبدیل کرده و می توانند شرایط بسیار خورنده ای را ایجاد کنند این باکتریها غالباٌ در میادین نفتی، سیستم لوله کشی فاضلاب حاوی ترکیبات گوگردی و ... وجود دارند و در لوله ها و سیستم فاضلاب باعث خوردگی سریع لوله های سیمانی می شوند.
باکتریهای اکسیدکننده آهن، آهن دوظرفیتی را از محلول جذب کرده و آن را به صورت هیدروکسید فریک در اطراف دیواره های سلولی خود حبس می کنند رشد باکتریهای آهن غالباٌ باعث ایجاد تاولهایی روی سطوح فولاد شده که منجر به خوردگی فلز می شود باکتریهای اکسیدکننده آمونیاک با اکسیدکننده آمونیاک و تولید اسید نیتریک باعث خوردگی آهن و اکثر فلزات دیگر می شوند این عمل در خاکهایی که در آنها کودهای آمونیاکی به مقدار زیاد مصرف می شود و در زیر آن خطوط لوله قرار دارند ممکن است باعث خوردگی شود باکتریهای مصرف کننده مواد نفتی با تجزیه و تخریب پوششهای قیری لوله های حفاظت لوله ها در مقابل خوردگی را از بین برده و باعث تسریع در خوردگی می شود قارچها با تولید اسیدهای آلی از جمله اسید سیتریک و اسید استیک و رشد روی سطوح اجسام و ایجاد محیط مناسب برای سایر میکروارگانیسمها می توانند باعث خوردگی سطوح فلزات شوند از بین باکتریهای موثر در خوردگی یک گروه بی هوازی بسیار خورنده به نام باکتریهای احیاکننده سولفات است.
● باکتریهای احیاکننده سولفات از دیدگاه خوردگی
مکانیزمهای متعددی برای خوردگی فلزات بوسیله باکتریها پیشنهاد شده است دو فرآیند اصلی به عنوان عامل خوردگی فلزات قابل تصور است:
۱) تماس میکروارگانیسمها با سطح فلز واکنشهای خوردگی را شروع یا تسهیل می‌کنند.
۲) محصولات متابولیکی ترشح شده ممکن است از لحاظ شیمیایی فعال بوده و فلز را حل کند.
مکانیزم اصلی خوردگی آهن توسط باکتریهای احیاکننده سولفات به وسیله تئوری دی پلاریزاسیون کاتدی اولین بار بوسیله ولوگن کوهن و اندرولوگ در سال ۱۹۳۴ بیان شده است.
فلز در محیط آبی با از دست دادن الکترون به یون فلز مثبت دپلاریزه می شود الکترودهای آزاد شده پروتونهای حاصل از تجزیه آب را به هیدروژن اتمی احیا می‌کند و هیدروژن اتمی یا ملکولی روی سطح فلز باقی می ماند این باکتریها دائماٌ لایه هیدروژن را که به طور معمول فلز را در مقابل خوردگی حفاظت می کند از روی سطح فلز به وسیله اکسیداسیون با سولفات به عنوان گیرنده الکترون بر می دارند نتیجه فرایند اکسیداسیون و تولید گاز H۲S است. سپس سطح فلز در مقابل حمله آب و سولفید آسیب پذیر می شود و تعدادی از یونهای آهن با سولفید واکنش انجام داده و FeS تشکیل می شود و بقیه یونها تشکیل هیدروکسید آهن را تشکیل می دهند.
تمام گونه های باکتریهای احیاکننده سولفات که قادر به مصرف هیدروژن مولکولی هستند بالقوه خورنده هستند در مطالعات تجربی نشان داده است که باکتریهای احیاکننده سولفات در محیطهای دریایی دی سولفوویبریو ولگایس دارای میل ترکیبی شدید با هیدروژن را در غلظت‌های بسیار کمی از محیط اخذ کنند جذب هیدروژن همیشه با واسطه آنزیم هیدروژناژ انجام می شود فعالیت و مصرف هیدورژن و در نتیجه خوردگی فلزات توسط این باکتریها در حضور مواد آلی (مثل لاکتات) افزایش می یابد که ممکن است در اثر تخریب رشد باکتری و یا تولید سولفید بیشتر (در اثر واکنش موادآلی با سولفات)‌باشد.
مکانیزمهای مختلف خوردگی پیشنهاد شده پیچیدگی فرآیند را نشان می دهد اما به نظر می رسد مکانیزم کلاسیک دی پلاریزاسیون و فعل و انفعال سولفید هیدروژن با فلز دو فرایند شیمیایی اساسی در خوردگی بی هوازی هستند.
●بررسی خوردگی در مواد شیمیایی کاهش دهنده مقاومت خاک:
الف) ماده رسان ارت (SAN-EARTH)
همانگونه که گفته شد در شرایط عادی وقتی که فلزی در زمین دفن می شود یک واکنش الکترولیتی رخ می دهد و فلز در معرض جریان الکتریکی مثبت قرار می‌گیرد این واکنش که از هدایت یونی ناشی می شود موجب خوردگی شدید در فلز می‌شود. در صورت استفاده از سان ارت این شرایط بوجود نمی آید پوشاندن فلز با سان ارت واکنش الکترولیتی را کاهش داده و از خوردگی فلز جلوگیری می کند. سان ارت یک ماده هادی سنباده مانند است که از مواد مقاوم شیمیایی تولید می شود.
همچنین هنگامی که دو فلز مختلف مثل مس و آهن بر روی هم نصب می شوند عمل گالوانیزه کردن آنها ضرورت می یابد که خوردگی ناشی از فلز آند را در پی دارد این مشکل غالباً درهنگام نصب الکترود زمین سیم مسی یا صفحات مسی بروز پیدا می‌کند در صورتی که الکترود با سان ارت پوشانده شود این مشکل بکلی برطرف شده واز خوردگی پیشگیری می‌شود.
تا به امروز معمول بود که برای کاهش مقاومت زمین پودر کارامل (کک) در اطراف الکترود ارت می‌پاشیدند اما این شیوه باعث جاری شدن جریان الکتریکی از هادی زمین به پودر کارامل (کک) شده و در نتیجه باعث خوردگی الکترولیتی در الکترود می‌شود این امر در بلندمدت باعث آسیب‌دیدگی سیستم زمین می شود زیرا پودر کارامل (کک) تا حدودی استیکی بوده و به همین دلیل مثل مواردی که فلز برای مدت طولانی در خاک اسیدی دفن شده باشد خوردگی ایجاد می‌کند از این رو برغم کارایی پودر کارامل (کک) در کاهش مقاومت زمین زیاد مورد استفاده قرار نمی‌گیرد استفاده از سان ارت که ۹۸ درصد آن کربن ترکیب شده با سیمان است جهت پوشاندن الکترودهای آهن و مس تا حدود زیادی خوردگی را کاهش می‌دهد. مس و آهن در هنگامی که در محیط جامددفن شده باشند عموماً خوردگی ایجاد نمی‌کنند وپدیده خوردگی در الکترودهای مسی پوشیده شده با سیمان سان ارت بطوربالقوه حذف می‌شود از طرف دیگر الکترودهای آهنی قبل از سفت شدن هادی سیمانی تا حدودی در معرض خوردگی گالوانیک قرار می‌گیرند این مقاومت از این حقیقت ناشی می‌شود که پتانسیل طبیعی الکترود سان ارت کمتر از مس و بیشتر از آهن است در آهن خوردگی یک لایه نازک اکسید هیدرات تشکیل می‌دهد که متعاقباً مانع از خوردگی بیشتر شده واز وارد شدن صدمات جدی به الکترود جلوگیری می‌کند ضمن آنکه اثر زیادی بر مقاومت تماس بر جای می‌گذارد بدین خاطر ترکیب سیم مسی ومیله آهنی مورد استفاده درهادی سیمان سان ارت کارایی خوبی دارد.
ب) مارکونیت (Marconite)
مارکونیت ذاتاً یک بتون رسانا است که در آن ترکیبات کربن‌دار جایگزین ترکیبات طبیعی در مخلوط بتون شده است مارکونیت بعضی از خصوصیات بنتونیت را دارا است مثلاً با فلزات معینی موجب خوردگی کمی می‌شود و مقاومت مخصوص پایینی دارد این ماده کربن‌دار به شکل بلوری بوده و توسط موادی حاوی مقدار کمی سولفور و کلرید پوشانده شده است. در مدتی که مارکونیت به شکل ژله‌ای است (مقاومت مخصوص در این حالت ۰،۰۰۱ اهم- متر) کمی باعث خوردگی فلزات آهن و مس می‌شود ولی هنگامی که بتون سفت می‌شود نه تنها خوردگی متوقف می‌شود بلکه به عنوان یک لایه محافظ از الکترود زمین در مقابل مواد شیمیایی دیگر محافظت می‌کند وقتی که مارکونیت با بتون مخلوط می شود مقاومت مخصوص آن به کمتر از ۱/۰ اهم متر می‌رسد عمر این ماده بیش از ۲۰ سال است.
ج) لوم (lom):
این ماده خاصیت جذب رطوبت تا چندین برابر بنتونیت را دارا بوده و دارای تاثیر یکنواخت و دائمی بر روی محیط است در این ماده به علت وود نمک‌های خنثی اثر خوردندگی بر روی میله ارت وجود نداشته، ضمن اینکه حضور این نمک‌ها همراه با رطوبت محیط، شرایط الکترولیتی و یونی مناسب و کاملاً هادی را فراهم می‌کند.
د) بنتونیت (Bentonith)
ماده طبیعی قهوه‌ای زیتونی کمرنگی که به مقدار ۵ برابر وزن خود می‌تواند آب را جذب کند و پس از آن تا ۳۰ برابر حجم اولیه‌اش فضا اشغال می‌کند. اسم شیمیایی آن سدیم مونت موریلونیت است.
خاک بنتونیت یک خاک رس طبیعی است که شامل اتمهای آلومینیوم منظم شده هشت وجهی فشرده شده بین اتمهای سیلیکون نامنظم چهار وجهی است با اضافه کردن آب قابلیت مقاومت مخصوص خاک بنتونیت خیلی کاهش می‌یابد (۵/۲ اهم متر در ۳۰۰ درصد رطوبت) این امر به طور عمده به علت فرآیند الکترولیتیک که بین آب، Na۲o (سودا) و (پتاس) و Cao (آهک) ودیگر نمکهای معدنی که یونیزه شده و یک الکترولیت قوی ایجاد می‌شود.
۴) مقایسه عملی خوردگی بین ذغال و نمک بنتونیت و ..
در یک تحقیق عملی جهت بررسی خوردگی، با ساخت یک نوع پیل که در یک قسمت آن از خاک منطقه و در قسمت دیگر مخلوط منطقه، کلر، سولفات و انواع موادشیمیایی از قبیل نمک و ذغال و بنتونیت ریخته تا تاثیرات دمش مورد ارزیابی قرار گیرد.
واکنش خوردگی مس بصورت انتقال الکترون از خاک به سمت مخلوط بوده که نتیجه آن خوردگی مس در خاک است. در‌ آزمایشات انجام شده، آند الکترود واقع در خاک و کاتد الکترود واقع در مخلوط است. پتانسیل منطقه که مورد دمش قرار می‌گیرد به دلیل تشکیل لایه غیر فعال افزایش یافته و موجب کاهش خوردگی می‌شود.
دمش هوا خوردگی مس رادر نسبت کلر به سولفات ۲ به ۱ چگونه افزایش می‌یابد تقریباً سرعت خوردگی در مقایسه باخاک و بنتونیت حدود ۱۰ برابر افزایش پیدا کرده است. در مدت زمان آزمایش هر چند که با گذشت زمان سرعت خوردگی کم شده است ولی باز مقادیر بالایی را نشان می‌دهد اشکال ۹ تا ۱۸ استفاده از مواد کاهش‌دهنده مقاومت خاک متفاوت مورد استفاده در عمل را نشان می‌دهد در جایی که از خاک بنتونیت استفاده شده است با توجه به توانایی بالای جذب رطوبت خاک بنتونیت و بخاطر کوچکی اندازه ذرات آن و عدم توانایی نفوذ اکسیژن به درون خاک موجب کاهش خوردگی در این محیط می‌شود تحقیقات نشان داده است که اضافه کردن زغال سرعت خوردگی را نسبت به محیط بنتونیتی تا ۵ برابر افزایش می‌دهد دلیل آن افزایش وجود سولفید در زغال‌ و واکنش گالوانیکی بین زغال و مس است.
افزودن نمک طعام به مواد کاهش‌دهنده مقاومت خاک به دلیل وجود کلر، خوردگی مس را تا ۷ برابر نسبت به محیط بنتونیتی افزایش می‌دهد بنا بر یافته بوردا در صورت استفاده از مخلوط زغال و خاک، بهترین ترکیب مخلوطی از زغال درشت وخاک است. بر اساس نتایج بدست آمده در این تحقیق خاک بنتونیت ازنظر کاهش سرعت خوردگی بهترین جواب برای پشت بند است.
استفاده از مواد کاهش‌دهنده مقاومت خاک متفاوت تاثیرات متفاوتی را بر روی خوردگی آهن نشان می‌دهد هنگامی که از خاک بنتونیت استفاده می‌شود سرعت خوردگی کمتری رانسبت به حالتی که از خاک رس و زغال‌ و نمک استفاده می‌شود مشاهده می‌شود.
سرعت خوردگی آهن در مقایسه با حالت بدون استفاده از بنتونیت حدود ۱۲ برابر افزایش را نشان می‌دهد زغال بخاطر وجود سولفید و نمک بخاطر وجود کلر باعث افزایش خوردگی می‌شود.
● نتیجه‌گیری و پیشنهادات
۱) دمش هوا خودرگی مس را در نسبت ۲ به ۱ کلر و سولفات افزایش می‌دهد.
۲) خوردگی مس، در خاک بانسبت ۲ به ۱ کلروسولفات حدود ۱۰ برابر خوردگی درخاک بنتونیتی است.
۳) سرعت خوردگی مس در خاک و زغال حدود ۵ برابر نسبت به خاک بنتونیت افزایش دارد
۴) اضافه کردن نمک به خاک و زغال سرعت خوردگی را نسبت به بنتونیت حدود ۷ برابر افزایش می‌دهد.
۵) خوردگی آهن در نسبتهای بالا از کلرید و سولفات بوسیله مکانیزم اختلاف دمش کنترل می‌شود
۶) سرعت خوردگی آهن در خاک همراه با نسبت کلرید و سولفات ۲ به ۱ حدود ۱۲ برابر خوردگی در خاک بنتونیتی است.
۷) سرعت خوردگی آهن در خاک بنتونیت حدود ۲ برابر سرعت خوردگی مس است اما با گذشت زمان به سمت یکی شدن پیش می‌رود.
۸) با توجه به اینکه خوردگی یکنواخت میله مهم است استفاده از میله با قطر ضخیم‌تر عمر میله‌ها را افزایش می‌دهد و مدت زمان استفاده را زیاد می‌کند.
۹) در خاکهای بسیار خورنده تغییر درمحیط اطراف الکترود و حفرچاه استفاده از ترکیب خاک بنتونیت می‌تواند سرعت خوردگی الکترودها را کمتر کند و عمر مفید میله‌ها راافزایش دهد.
۱۰) بهتر است که محل اتصال سیم به الکترود‌ها کاملاً بوسیله مواد عایق پوشیده شوند.
۱۱) در زمینهای بسیار خورنده بهتر است روی الکترود ارت حدود ۵۰ گرم منیزیم جوش داده شود زیرا منیزیم بصورت آند فداشونده عمل کرده و تا مادامیکه منیزیم وجود داشته باشد خوردگی مس شروع نخواهد شد.
۱۲) توصیه می‌شود استفاده از نمک و ذغال با هم بصورت سنتی استفاده نشود وبه جای آن از مواد شیمیایی که در بالا ذکر شد استفاده شود که مزایای بسیاری نسبت به ذغال دارند.

مهندس هوشنگ داداش‌زاده

منبع : ماهنامه صنعت برق