کنترل خوردگی در دستگاه های الکترونیکی (قسمت دوم)

خوردگی فرسایشی کانکتورهای الکتریکی: خوردگی فرسایشی ترکیبی از سایش مکانیکی ناشی از حرکت نسبی و ارتعاش است، و واکنش الکتروشیمیایی سطوح فلزی به شدت لود می شود. این به عنوان یک واکنش الکتروشیمیایی و شیمیایی فلزات مورد استفاده در اتصالات ترمینال سیم و سطوح تماس رخ می دهد. کنتاکت های قلع اندود معمولاً تحت تأثیر خوردگی فرسایشی قرار می گیرند. کاهش در نتیجه در ناحیه تماس می تواند منجر به عملکرد نامطمئن کنتاکت ها و قطع کننده ها و افت ولتاژ بیش از حد شود که باعث اتلاف شدید برق در اتصالات می شود.

استفاده از یک روان کننده بر روی سطوح تماس (مثلاً ترمینال های باتری) باعث کاهش خوردگی و همچنین سایش و فرسودگی می شود. با این حال، کاهش اصطکاک در محل اتصال به طور بالقوه می تواند پایداری اتصال محکم و فشار تماس سطوح را کاهش دهد. در تماس های الکتریکی، یک سطح رسانا باید وظیفه رسانایی الکتریسیته را بدون گرمایش انجام دهد. این خاصیت در اثر خوردگی به شدت کاهش می یابد، که مقاومت تماس را افزایش می دهد و افت ولتاژ و تولید گرما را افزایش می دهد. محصولات اکسیداسیون فلزی انباشته شده و ریزحرکات سطوح می توانند باعث افزایش مقاومت و تماس موثر بسیار بالا شوند.

جدای از ارتعاش، تفاوت در طول حرارتی بین سطوح نیز منجر به حرکت نسبی می شود. مقاومت بالای تماس می تواند باعث اختلال در عملکرد سیستم های سیگنالینگ، کنترل و ارتباط شود، به ویژه در سیستم های کوچک، زیرا قدرت سیگنال دهی به شدت تحت تاثیر قرار می گیرد.

برای جلوگیری از خوردگی، آلیاژهای مبتنی بر مس مانند برنز ممکن است به عنوان فلز پایه برای تماس با قلع و پوشش سرب قلع در بالا استفاده شود. از فلزات پلاتین و نقره نیز به عنوان پوشش رویی استفاده می شود. در مورد پوشش های قلع، اکسیدهای قلع باعث مقاومت الکتریکی بالا می شوند، حتی زمانی که تماس ها در شرایط خوبی به نظر می رسند. یک پوشش نقره ای در مقاومت در برابر خوردگی برای نوک کنتاکت ها عالی است. آبکاری، آبکاری الکتریکی ، پوشش غوطه وری، و سوابینگ تکنیک های مورد استفاده برای پوشش نقره هستند. نقطه ضعف در اینجا احتمال خوردگی گالوانیکی است و واکنش پذیری با غلظت بالای ترکیبات گوگردی در هوا و آب. دامنه بزرگتر ریز حرکت نسبی باعث خوردگی بسیار شدید، همراه با فشار تماس بالاتر می شود. علائم نهایی تخریب به صورت قوس شدید، ذوب، لایه برداری ، چسبندگی و ساییدگی ظاهر می شود.

میزان خوردگی سایشی به موارد زیر بستگی دارد:

• لرزش
• فرکانس
• فشار یا نیرو
• رطوبت هوا
• درجه حرارت
• فلز پایه و روکش استفاده شده

تست های تسریع خوردگی سایشی برای تعیین طول عمر پوشش ها بر روی سطوح تماس استفاده می شود. به طور کلی، قطعات الکتریکی در محفظه های هوابند بسته بندی می شوند تا از خوردگی محافظت کنند.

جدا از مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی ، آبکاری فلز باید در برابر سایش و خوردگی فرسایشی نیز مقاوم باشد. همچنین باید رسانایی بالایی داشته باشد. در حالی که نیکل و قلع تحت تأثیر بارهای شدید و محیط های خورنده تحت تأثیر خوردگی فرسایشی قرار می گیرند، آلیاژهای دیگر مانند نیکل پالادیوم مستعد ترک خوردن هستند. نقره مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارد و در معرض خوردگی فرسایشی نیست، اما مقاومت سایشی آن کمتر است، بنابراین لایه ضخیم‌تری - حداقل 3 میکرون - برای اطمینان از طول عمر مورد نیاز است.

وقتی صحبت از خوردگی فرسایشی به میان می‌آید، طلا یکی از محبوب‌ترین فلزات آبکاری است و برای مقاومت در برابر خوردگی بالا و همچنین عملکرد الکتریکی پایدار انتخاب شده است. پوشش های فلزی غیرفعال مانند قلع و نیکل ممکن است از تخلخل رنج ببرند. با افزایش ضخامت پوشش می توان بر این امر غلبه کرد، اما طلا در برابر عوامل خوردگی مانند سولفید هیدروژن، دی اکسید گوگرد، کلر، آمونیاک، دی اکسید نیتروژن و مه نمک مقاوم است.

برای جلوگیری از تماس با هوا و رطوبت، می توان با استفاده از روان کننده تماسی، خوردگی فرسایشی را کنترل و از آن جلوگیری کرد. بلبرینگ و غلتک موتورهای الکتریکی نیز به دلیل خوردگی فرسایشی، بارگذاری شدید، گرما و سایر عوامل خورنده از کار می افتند مگر اینکه با روغن کاری مجدد مکرر محافظت شوند.

پیچ‌ها و بست‌های مورد استفاده در پایانه‌های سیم‌کشی نیز به دلیل خوردگی شکاف، عمدتاً در اتصالات رزوه‌دار، خراب می‌شوند. فولادهای ضد زنگ حاوی مولیبدن در برابر خوردگی شکاف مقاوم هستند. استفاده از درزگیرها نیز می تواند از این شکل از خوردگی جلوگیری کند.

خوردگی پوشش سیم استیل

پوشش های سیم فلزی قوی، حفاظت فیزیکی مؤثر را برای کابل‌ها و هادی‌های الکتریکی داخل تضمین می‌کنند. با توجه به متغیر بودن محیط های کاری خورنده که یک مجرا باید در آن کار کند، پیش بینی طول عمر مجرا غیرممکن است. سیستم های لوله شامل پوشش های فولادی سفت و سخت،پوشش های فلزی میانی،پوشش های فلزی الکتریکی، و زانوها، کوپلینگ ها و نوک سینه ها هستند. روی سطح قطر خارجی، لوله فولادی یک پوشش آلیاژ روی داده می شود، در حالی که سطح قطر داخلی با آلیاژ روی یا یک پوشش غیر فلزی مانند پلی وینیل کلراید (PVC) پوشانده شده است .

سطح گالوانیزه در برابر مواد شیمیایی با pH بین 4 تا 12 محافظت می شود. پوشش های فولادی عمدتاً توسط گالوانیزه محافظت می شوند. علاوه بر روی، لوله ها دارای پوشش های اضافی از یک ماده غیر فلزی هستند. مواد دیگری که به عنوان پوشش اضافی روی روی استفاده می شوند عبارتند از اکریلیک غنی از روی، اورتان، پوشش های مبتنی بر اپوکسی و  PVC.

آماده سازی مناسب سطح برای محافظت موثر در برابر خوردگی مهم است. سطوح نیز باید بدون خراشیدگی، انفجار یا ساییدگی تمیز شوند تا پوشش روی دست نخورده بماند. از اسپری های فلزی برای ترمیم روکش های آلومینیومی و زینک استفاده می شود.

پوشش با روکش پی وی سی

PVC  یک پوشش غیر فلزی است که از نظر انتشار شعله بر اساس مناسب بودن، سازگاری با پوشش اولیه، تناسب کوپلینگ ها و تداوم الکتریکی با کوپلینگ ها ارزیابی می شود. همچنین گاهی اوقات اسپری نمک تحت نور UV آزمایش می شود. یک پوشش با روکش PVC برای کاربردهایی که خوردگی و سایش می تواند به یک سیستم الکتریکی و سیم کشی استاندارد آسیب برساند، ضروری است. فرآیند اعمال پوشش روی پوشش ها و اتصالات، چسبندگی خوب به فلز و همچنین محافظت در برابر خوردگی عالی را تضمین می کند.

خوردگی سیستم های ولتاژ ضعیف و منازل

پانل های الکتریکی و سایر لوازم جانبی تجهیزات در کاربردهای ولتاژ پایین به دلیل خوردگی ناشی از نفوذ رطوبت آسیب می بینند. اگر آب وارد پانل های ورودی سیم کشی سرویس شود، ممکن است به دلیل این وضعیت، قطع کننده مدار دچار اختلال شود. این ورود می تواند به دلیل طوفان و بادهای مرطوب باشد. خوردگی اتصالات سیم‌کشی، پایانه‌ها، اتصالات کابل، تماس‌های بریکرها و کانکتورها ممکن است منجر به افزایش مقاومت تماس، گرمای بیش از حد و در نهایت خرابی کامل سیستم شود. خوردگی همچنین می تواند سیستم اتصال زمین، پایانه های فیوز، میله های گذرگاه زمین، پایانه های شکن و کانکتورها را تحت تاثیر قرار دهد.

سایر مناطق تحت تأثیر ممکن است عبارتند از:

• سطوح پانل
• پایه پانل ها
• اتصالات میله باس
• کابل های ورودی سرویس
• پایانه های بلوک فیوز اصلی

دلایل ورود رطوبت ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• جمع آوری رطوبت در پایین پانل
• تراکم رطوبت در اجزای پانل
• آب و هوای مرطوب
• سقف نشتی دارد
• ورود باد
• آب از روکش کابل های پارچه ای فرسوده

راه حل این نفوذ رطوبت در بازرسی های مکرر و از بین بردن علت اصلی نهفته است. اجزای پانل باید با رنگ ها یا اسپری های ضد خوردگی پوشش داده شوند و قسمت های آسیب دیده باید با اسپری های فلزی روی یا آلومینیوم بازسازی شوند.

علاوه بر رطوبت، اجزای دیگر مانند پایانه های باتری به دلیل ریختن اسید خورده می شوند. گریس های رسانا و گریس های تماسی برای زنگ زدگی کنتاکت ها و پایانه های باتری استفاده می شود.

محافظ در برابر خوردگی اتاق کنترل

خوردگی اتاق کنترل به صورت زیر نشان داده می شود:

• خوردگی کنتاکت ها، تغییر رنگ، مقاومت بالا
• خوردگی و شکستگی سیم های بسیار ریز، هادی ها
• دکمه های فشاری معیوب
• هادی های شکسته در نزدیکی اتصالات، استارت موتور وترمینال ها

حفاظت در برابر خوردگی اتاق‌های کنترل، سوئیچ‌ها، رایانه‌ها، کنترل‌کننده‌های ابزار و سایر تجهیزات را می‌توان با موارد زیر تضمین کرد:

• تحت فشار نگه داشتن اتاق کنترل با هوای تمیز
• تصفیه هوای ورودی با استفاده از کربن فعال
• کنترل رطوبت و دما
• حذف آلاینده های هوا

تهویه مطبوع معمولی نمی تواند با آلاینده های صنعتی مقابله کند. اقدامات اصلاحی/پیشگیرانه برای رفع این مشکل عبارتند از:

• برای افزایش عمر قطعات، هادی های ضخیم تر و مواد و بازدارنده های مقاوم در برابر خوردگی را انتخاب کنید
• از کربن فعال برای فیلتر کردن هوا و به دست آوردن هوای خالص و عاری از گازهای خورنده استفاده کنید
• کانکتورهای برق را با نقره، قلع، کادمیوم یا نیکل بپوشانید
• میلگردهای آلومینیومی و مسی را در برابر خوردگی بپوشانید