Korozja – zazwyczaj definiowana jako niszczenie metalu skutkiem łącznego oddziaływania tlenu, wody, innych metali i różnych rodzajów soli – jest dobrze znanym zjawiskiem degradacji, która w pewnych okolicznościach może stanowić zagrożenie dla życia.
Korozja wskutek działania tlenu
Wystawione na działanie powietrza aluminium łatwo się utlenia. Na jego powierzchni szybko tworzy się silnie przylegająca, twarda warstwa izolującego tlenku [1]. Miedź również utlenia się w kontakcie z powietrzem, ale w znacznie mniejszym stopniu. Powstająca warstwa jest stosunkowo miękka i – w przeciwieństwie do aluminium – jest przewodząca, chociaż nie tak dobrze przewodząca jak sam metal.
Korozja galwaniczna
Korozja galwaniczna [2] może wystąpić gdy dwa odmienne metale stykają się ze sobą w obecności elektrolitu. W przypadku aluminium, będącego metalem aktywnym w szeregu napięciowym metali, jest to najczęstsza przyczyna korozji. Aluminium, wchodząc w kontakt z materiałem o wyższym potencjale działa jako anoda protektorowa i staje się podatne na korozję. Miedź, będąc metalem półszlachetnym, zwykle nie wykazuje skłonności do korozji.
Skutki korozji
Korozja może być groźna z dwóch zasadniczych powodów:
- Ubytek materiału i co za tym idzie utrata zasadniczych funkcji aluminiowego przewodnika lub powłok aluminiowych, nieuchronnie prowadząca do uszkodzenia.
- Wprowadzenie do obwodu dodatkowej rezystancji, powodującej wydzielanie ciepła i w końcowym efekcie – uszkodzenie. Jest to szczególnie istotne w przypadku instalowania złącz.
Korozja: aluminium a miedź
Korozja aluminium jest powszechnie uznawana za istotny problem, chociaż nadal prowadzone są prace nad pełnym zrozumieniem jej mechanizmu, wpływu na niezawodność [3] i rozwojem metod ochrony. Przy wykonywaniu połączeń przewodów aluminiowych należy zwracać szczególną uwagę na zjawisko utleniania. Warstwę tlenku należy usuwać i stosować pasty ochronne zapobiegające utlenianiu.
W przypadku miedzi korozja nie stanowi problemu. Miedź jest odporna na większość organicznych środków chemicznych i może być dowolnie długo eksploatowana w większości środowisk przemysłowych. Po długim czasie ekspozycji na działanie czynników atmosferycznych, na powierzchni miedzi wytwarza się zielona patyna, która pełni funkcję warstwy ochronnej i nie oznacza szkodliwego działania korodującego. Miedź w zasadzie nie wymaga ochrony, nawet w zastosowaniach w instalacjach morskich, gdzie jest narażona na działanie słonej atmosfery.
Literatura
- Frank, C. Morton: Comparative corrosion and current burst testing of copper and aluminum electrical power connectors, IEEE Industry Applications Conference 2005.
- Mak: Corrosion of steel, aluminum and copper in electrical applications, General Cable publication.
- Pelissou, J. Cote, R. Savage, S. St-Antoine: Influence of corroded conductors on the performance of MV extruded cables, Jicable 03.