來(lái)源： Flickr/Darkroom Daze

    導(dǎo)讀：

    對(duì)于那些用于公共服務(wù)的電氣設(shè)備，仔細(xì)選擇其所使用的基底材料和涂層可以顯著提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和成本效益。

    電力系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間超過(guò)50%都是由于控制和開(kāi)關(guān)設(shè)備的故障引起的，這對(duì)包括美國(guó)在內(nèi)的全世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)都造成了巨大的損失。

    那么這是如何發(fā)生的呢？

    答案是腐蝕。

    惡劣的環(huán)境會(huì)引起電化學(xué)退化，及對(duì)金屬線路終端的化學(xué)攻擊。總的來(lái)說(shuō)，如果載流部件、開(kāi)關(guān)和控制設(shè)備等發(fā)生了腐蝕，勢(shì)必會(huì)影響各種電器元件和生產(chǎn)設(shè)施的可靠性及它們的無(wú)停電運(yùn)行。知己知彼，百戰(zhàn)不殆。既然我們要對(duì)腐蝕進(jìn)行防護(hù)，對(duì)腐蝕類(lèi)型的了解必不可少。現(xiàn)在，就讓我們一起來(lái)看看吧！

    腐蝕問(wèn)題的本質(zhì)

    由于接觸面的惡化往往會(huì)造成電氣接觸的腐蝕，其表現(xiàn)為突發(fā)的電力中斷、連接失敗及斷斷續(xù)續(xù)的連通。

    對(duì)于自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)，間歇性的連通是不被許可的。因此，工業(yè)上需要分析其腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)論是來(lái)自水分或其他活性成分的威脅。

    對(duì)于石油及石油化工行業(yè)，主要考慮腐蝕性原料油和氣體可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于海洋環(huán)境，主要考慮其富含的鹽分；對(duì)于燃煤電廠、冶金和采礦行業(yè)，主要考慮空氣中腐蝕性的塵埃；而對(duì)于鐵水生產(chǎn)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(fù)重金屬表面的相對(duì)移動(dòng)、振動(dòng)等機(jī)械磨損和電化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合導(dǎo)致的腐蝕。這個(gè)過(guò)程是在金屬線路終端連接處和接觸表面發(fā)生了電化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)。

    鍍錫接觸是一種典型的會(huì)受到接觸腐蝕影響的接觸。由于發(fā)生了接觸腐蝕，使得接觸面積降低，最終會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定的接觸和斷路；在關(guān)節(jié)和連接處由于過(guò)度的壓降還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的功率損耗。

    在接觸面如電池終端涂抹潤(rùn)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(huì)降低緊密連接的穩(wěn)定性和表面接觸壓力。在電觸點(diǎn)，一個(gè)導(dǎo)電表面必須具備導(dǎo)電而不產(chǎn)生熱的功能。而這個(gè)屬性會(huì)被接觸腐蝕大大地降低，同時(shí)接觸電阻會(huì)大大地提高、電壓降增大及產(chǎn)生熱量。金屬氧化物的堆積和表面的微觀運(yùn)動(dòng)都可能會(huì)導(dǎo)致高電阻和非常高的有效接觸電阻峰值。除了振動(dòng)以外，表面之間熱延伸性的差異也會(huì)導(dǎo)致相對(duì)運(yùn)動(dòng)。高接觸電阻會(huì)引起信號(hào)、控制和通信系統(tǒng)故障；特別是在小型系統(tǒng)中，信號(hào)功率會(huì)受到嚴(yán)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(huì)引起很高的電阻，甚至是在接觸狀況看起來(lái)還不錯(cuò)的情況下。在接觸的環(huán)境中，銀涂層的耐蝕性很好。鍍、電鍍、浸涂和刷涂等技術(shù)都可以用于鍍銀層。其缺點(diǎn)是存在電化學(xué)腐蝕的可能性，以及它會(huì)與空氣和水中高濃度的硫化物反應(yīng)。較大振幅的相對(duì)微觀運(yùn)動(dòng)會(huì)引起非常嚴(yán)重的腐蝕和更高的接觸壓力。最后退化的跡象就是嚴(yán)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(dòng)

    ● 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(cè)試可以用來(lái)確定接觸面涂層的壽命。一般來(lái)說(shuō)，電氣組件都需要裝在密封的外殼內(nèi)，以保護(hù)他們免受接觸腐蝕。

    電接觸的一個(gè)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(shí)它還應(yīng)該具有高導(dǎo)電性。在嚴(yán)重負(fù)載和腐蝕環(huán)境下，接觸腐蝕會(huì)影響鎳和錫；其他合金如鎳鈀合金則容易開(kāi)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(shí)，金是首選的電鍍金屬之一，它具有高耐蝕性及穩(wěn)定的電氣性能。而錫和鎳等金屬涂層可能存在氣孔。當(dāng)然，這可以通過(guò)增加涂層的厚度來(lái)克服；但金對(duì)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(guò)使用潤(rùn)滑劑來(lái)控制，其原理是避免了組件接觸空氣和水分。電動(dòng)馬達(dá)的滾珠和滾珠軸承也會(huì)由于發(fā)生接觸腐蝕而失效，其原因是嚴(yán)重的負(fù)載、熱和接觸了一些腐蝕性藥劑，除非他們受頻繁涂抹潤(rùn)滑油進(jìn)行保護(hù)。

    線路終端的螺絲和緊固件也會(huì)由于縫隙腐蝕而惡化，主要是發(fā)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(lèi)型的腐蝕。

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責(zé)任編輯：王元

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