來源： Flickr/Darkroom Daze

    導讀：

    對于那些用于公共服務的電氣設備，仔細選擇其所使用的基底材料和涂層可以顯著提高整個系統的可靠性和成本效益。

    電力系統的停機時間超過50%都是由于控制和開關設備的故障引起的，這對包括美國在內的全世界各國的經濟都造成了巨大的損失。

    那么這是如何發生的呢？

    答案是腐蝕。

    惡劣的環境會引起電化學退化，及對金屬線路終端的化學攻擊。總的來說，如果載流部件、開關和控制設備等發生了腐蝕，勢必會影響各種電器元件和生產設施的可靠性及它們的無停電運行。知己知彼，百戰不殆。既然我們要對腐蝕進行防護，對腐蝕類型的了解必不可少。現在，就讓我們一起來看看吧！

    腐蝕問題的本質

    由于接觸面的惡化往往會造成電氣接觸的腐蝕，其表現為突發的電力中斷、連接失敗及斷斷續續的連通。

    對于自動化應用系統，間歇性的連通是不被許可的。因此，工業上需要分析其腐蝕風險，無論是來自水分或其他活性成分的威脅。

    對于石油及石油化工行業，主要考慮腐蝕性原料油和氣體可能帶來的風險；對于海洋環境，主要考慮其富含的鹽分；對于燃煤電廠、冶金和采礦行業，主要考慮空氣中腐蝕性的塵埃；而對于鐵水生產廠，則要考慮熱及所用的腐蝕性酸液。

    接觸腐蝕

    接觸腐蝕是一種由于負重金屬表面的相對移動、振動等機械磨損和電化學反應相結合導致的腐蝕。這個過程是在金屬線路終端連接處和接觸表面發生了電化學和化學反應。

    鍍錫接觸是一種典型的會受到接觸腐蝕影響的接觸。由于發生了接觸腐蝕，使得接觸面積降低，最終會導致不穩定的接觸和斷路；在關節和連接處由于過度的壓降還會導致嚴重的功率損耗。

    在接觸面如電池終端涂抹潤滑劑可以減少接觸腐蝕、磨損和惡化。然而，減少了連接處的摩擦就可能會降低緊密連接的穩定性和表面接觸壓力。在電觸點，一個導電表面必須具備導電而不產生熱的功能。而這個屬性會被接觸腐蝕大大地降低，同時接觸電阻會大大地提高、電壓降增大及產生熱量。金屬氧化物的堆積和表面的微觀運動都可能會導致高電阻和非常高的有效接觸電阻峰值。除了振動以外，表面之間熱延伸性的差異也會導致相對運動。高接觸電阻會引起信號、控制和通信系統故障；特別是在小型系統中，信號功率會受到嚴重影響。

    為了防止腐蝕，可以使用以銅為基底，鍍錫和鍍錫鉛涂層的銅合金。鉑、銀等金屬也用作涂層材料。

    在鍍錫涂層的情況下，錫的氧化物會引起很高的電阻，甚至是在接觸狀況看起來還不錯的情況下。在接觸的環境中，銀涂層的耐蝕性很好。鍍、電鍍、浸涂和刷涂等技術都可以用于鍍銀層。其缺點是存在電化學腐蝕的可能性，以及它會與空氣和水中高濃度的硫化物反應。較大振幅的相對微觀運動會引起非常嚴重的腐蝕和更高的接觸壓力。最后退化的跡象就是嚴重的電弧放電、融化、分層、粘附和磨損。

    接觸腐蝕的速率取決于：

    ● 振動

    ● 頻率

    ● 壓力或作用力

    ● 空氣濕度

    ● 溫度

    ● 基底金屬和所使用的涂層

    接觸腐蝕的加速測試可以用來確定接觸面涂層的壽命。一般來說，電氣組件都需要裝在密封的外殼內，以保護他們免受接觸腐蝕。

    電接觸的一個橫截面如下所示▼

    鍍層金屬除了需要具有非常高的耐腐蝕性，還需要耐磨損和耐接觸腐蝕性；同時它還應該具有高導電性。在嚴重負載和腐蝕環境下，接觸腐蝕會影響鎳和錫；其他合金如鎳鈀合金則容易開裂。銀具有很高的耐蝕性和不受接觸腐蝕影響性，但它的耐磨性較低，所以為了確保一定的使用壽命，至少需要3微米的厚度。

    接觸腐蝕時，金是首選的電鍍金屬之一，它具有高耐蝕性及穩定的電氣性能。而錫和鎳等金屬涂層可能存在氣孔。當然，這可以通過增加涂層的厚度來克服；但金對于很多化合物都具有很好的抗腐蝕性，如硫化氫、二氧化硫、氯、氨、二氧化氮和鹽霧。

    接觸腐蝕可以通過使用潤滑劑來控制，其原理是避免了組件接觸空氣和水分。電動馬達的滾珠和滾珠軸承也會由于發生接觸腐蝕而失效，其原因是嚴重的負載、熱和接觸了一些腐蝕性藥劑，除非他們受頻繁涂抹潤滑油進行保護。

    線路終端的螺絲和緊固件也會由于縫隙腐蝕而惡化，主要是發生在螺紋接頭處。而含鉬的不銹鋼具有較好的抗縫隙腐蝕性能。使用密封劑也可以防止該類型的腐蝕。

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責任編輯：王元

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