Despre performanta unui sistem de impamantare
O varietate de electrozi de impamantare se foloseste la momentul actual pentru realizarea instalatiilor de impamantare. Cel mai important criteriu este rezistenta la coroziune, acest criteriu prelungind durata de viata a instalatiei. Electrozii cuprati si cei galvanizati sunt utilizati de cateva decenii, si exista discutii aprinse legate de performanta la coroziune a acestor doua tipuri de electrozi de impamantare, in diferite tipuri de sol.
Performanta
Performanta unui sistem de impamantare tine cont de trei componente:
- tarusul de impamantare
- sistemul de conexiune
- conductorul de impamantare.
Distrugerea sau nefunctionarea unei componente din acest lant duce la ranire, moartea unor persoane, sau la costuri mari din cauza defectarii unor echipamente.
Deoarece, in general, sistemele de impamantare sunt instalate in pamant sunt imposibile excavarea si verificarea acestora. Ideal ar fi ca durata de viata a instalatiei de impamantare sa fie egala cu durata de viata a constructiei.
Multe studii sunt focalizate pe conductoarele din otel galvanizat deoarece acest material se foloseste in industrie in cantitati mari si este usor de produs.
Un studiu realizat in Australia pe diferite tipuri de conductoare galvanizate (Jeffrey, 1998) evalueaza gradul de coroziune al acestora. Un alt studiu (Rabeler, 1989) analizeaza rata de coroziune a elementelor de fixare pentru tarusii galvanizati. Durata acestor studii a fost de 7 ani. Concluziile au fost urmatoarele: zincul este supus unui amplu si complex de coroziune - pe o perioada de 4 ani stratul de zinc va suporta o pierdere de 50%. In alt studiu, realizat in Suedia in diferite tipuri de sol pe electrozi din otel zincati 165 µm, rata de coroziune a fost de 22 µm/an - in final stratul de zinc a fost corodat complet in 7 ani.
La final vom aminti despre cele mai mari si mai ample studii realizate in S.U.A de US National Bureau of Standards (NBS), incepand cu anul 1910 pana in anul 1955, pe 36500 de electrozi de impamanatre reprezentand 333 de varietati de materiale feroase si neferoase instalate in 128 de locatii diferite. Rezultatul analizelor a fost ca pentru un electrod de impamanatre din otel cuprat, cu o acoperire de 100 microni, durata de viata ce se poate estima este de 30-40, ani cu o rata de coroziune constanta in teorie. Analizele in conditii reale au demonstrat ca rata de coroziune nu este constanta, ci descreste in timp.
In alt studiu, condus de Naval Civil Engineering Laboratory (NCEL) S.U.A, pe o perioada de 7 ani, tarusi din otel zincat la cald, inox, otel cuprat, au fost introdusi in program. National Bureau of Standards (NBS) a catalogat electrozii din magneziu, zinc, otel mediu si otel zincat la rece ca avand o rezistenta la coroziune nesatisfacatoare.
La sfarsitul acestor studii, National Bureau of Standards (NBS) si Naval Civil Engineering Laboratory (NCEL) au concluzionat ca durata de viata pentru un electrod galvanizat nu poate fi mai mare de 10-15 ani. Pentru un electrod de impamantare cuprat durata de viata la exploatare ajunge la 30-40 ani. In toate aceste studii rata de coroziune pentru otelul zincat a fost de 3 ori mai mare decat rata de coroziune pentru electrozii cuprati.
Discutie si concluzii
Pentru a respecta standardul EN 50164-2, electrozii de impamantare trebuie sa respecte urmatoarele conditii:
- Rezistenta electrica masurata pe o lungime de 100 mm nu trebuie sa depaseasca valoarea rezistentei masurate inainte de teste cu mai mult de 50%.
- Metalele de baza nu trebuie sa prezinte nicio deteriorare coroziva vizibila.
- Electrozii de impamantare trebuie sa aiba un profil neted (fara colturi ascutite).
Vom formula aceste concluzii pe baza celor aratate pana acum:
1. Electrozii galvanizati au o rata de coroziune mult mai mare decat electrozii cuprati.
2. Electrozii zincati au o coroziune de trei ori mai rapida decat electrozii cuprati.
3. Un sistem bazat pe elctrozi galvanizati va avea o durata de viata de 4 ori mai mica fata de un sistem de impamantare bazat pe electrozi cuprati .
4. Aceste rezultate se bazeaza pe teste realizate pe o perioada de 50 ani, realizate de catre National Bureau of Standards, aratand ca pentru electrozii din otel cuprat durata de viata este de 30-40 ani, in timp ce pentru electrozii din otel galvanizat durata de viata nu depaseste 10-15 ani.
5. Luand in considerare incertitudinile si variatia statistica a experimentului, rezultatele au aratat ca zgarieturile, leziunile si loviturile suferite de electrozi in timpul operatiunii de instalare nu efecteaza performanta acestora.
Referinte:
1. Jeffrey, R., “Corrosion rates of buried galvanised wires”,Corrosion & Prevention 98 Proceedings, 1998, p. 316–320.
2. Rabeler, R.C., “Soil Corrosion Evaluation of Screw Anchors”,Effects of Soil Characteristics on Corrosion, 1989, p. 54–80.
3. Camitz, G., Vinka, T.G., “Corrosion of Steel and Metal-Coated Steel in Swedish Soils – Results of Field Exposures”,Proceedings of 10th Scandinavian Corrosion Congress NKM10, 1986, p. 305–312.
4. CENELEC, “EN 50164-2 Lightning protection components (LPC) Part 2: Requirements for conductors and earth electrodes”, 2002, anexa B.
5. Romanoff, M., “Underground Corrosion”, US Dept. of Commerce, National Bureau of Standards, Circular 579 US Govt. Print. Off, aprilie 1957, p. 227.
6. Drisko, R.W., “Field Testing of Electrical Grounding Rods”, Naval Civil Engineering Laboratory, Port Hueneme, California, US Dept. of Commerce, National Technical Information Service, februarie 1970.
7. Franco D'Alessandro, "Experimental Evaluation of the Corrosion Performance of Copper-Bonded and Galvanized Grounding Electrodes", IAEI, sepembrie-octombrie 2008.
