防雷接地體的腐蝕機(jī)理分析

防雷接地體作為防雷接地系統(tǒng)中的重要一環(huán)，必須保證其穩(wěn)定性、長效性和壽命，然面無論是陸上還是海上風(fēng)電設(shè)施，都會受到來自土壤、大氣、海水等介質(zhì)各種因素的強(qiáng)腐蝕，嚴(yán)重影響其長期穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對于接地裝置有必要采取一定的防腐蝕保護(hù)措施。

  防雷接地材料的腐蝕機(jī)理分析。對于接地材料的腐蝕可以總結(jié)為兩大腐蝕機(jī)理，即化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕，其中以氧為去極化劑發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)為主。

1. 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕屬于在自然環(huán)境中發(fā)生的腐蝕，是接地裝置金屬表面和周圍環(huán)境中的非電解質(zhì)接觸而直接進(jìn)行單純的化學(xué)反應(yīng)，同時是一種自發(fā)性的腐蝕。化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)是金屬表面原子與非電解質(zhì)氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物。此過程中，電子的傳遞在金屬原子與氧化劑間直接進(jìn)行，不產(chǎn)生電流。一般來說，單純的化學(xué)腐蝕考慮較少。

2. 電化學(xué)腐蝕

   電化學(xué)腐蝕的機(jī)理實(shí)際上就是原電池反應(yīng)的原理。當(dāng)存在少量水分時，土壤水即成為一種電解質(zhì)溶液。接地裝置金屬部分在地下要延伸一定距離，由于土壤的不均勻性，導(dǎo)體會遭遇不同的土壤環(huán)境，即有可能因氧氣濃度差或溫度差形成完整的原電池腐蝕系統(tǒng)。

（1） 陽極反應(yīng)。防雷金屬接地材料作為陽極失去電子發(fā)生電化學(xué)過程。在防雷接地材料的原電池腐蝕系統(tǒng)，接地材料作為陽極失去電子被氧化，化合價升高，成為水合陽離子，轉(zhuǎn)人電解質(zhì)溶液，失去原來的原子特性。

   不難理解，在酸性土壤中，鐵直接以二價離子形式存在于電解質(zhì)溶液中；在中性致性土壤環(huán)境中，陽極反應(yīng)生成的二價鐵離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵在土壤中的氧和水的作用下進(jìn)一步反應(yīng)生成氫氧化鐵，最后轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的氧化鐵等腐蝕產(chǎn)物。

（2）陰極反應(yīng)。在電化學(xué)腐蝕過程中，陰極的去極化劑得到電子被還原的過程，稱為陰極反應(yīng)過程，其中H+和氧氣是防雷接地材料電化學(xué)腐蝕常見的陰極去極化劑。黃銅發(fā)生選擇性腐蝕時，溶解的 Cu+將在黃銅表面重新沉積，形成一層疏松的紅色海綿銅，這層海綿銅作為電池的附加陰極，促進(jìn)了原電池反應(yīng)的發(fā)生。

一般情況下，要發(fā)生電化學(xué)腐蝕，既要有電位較低的金屬作為陽極被還原成金屬離子， 發(fā)生溶解，還要有能保證陰極過程持續(xù)進(jìn)行的還原劑，陽極和陰極之間有電子流動，反應(yīng)才能持續(xù)發(fā)生。其中陰極反應(yīng)主要是以析氫腐蝕和吸氧腐蝕為主。導(dǎo)體的Em必須低于H+的EH才能引起氫離子被還原析出氫氣的反應(yīng)過程，發(fā)生吸氧腐蝕的必要條件是金屬在溶液中的平衡電位比0. 805V低；常用的金屬電極材料在水中的標(biāo)準(zhǔn)電極電位的排列順序?yàn)?/span>Mg <AI <Fe <H <Cu.