Омеднение или оцинковка?

На сегодняшний день модульно-штыревая система заземления является наиболее широко используемой при выполнении заземляющих устройств различного назначения. «Дедовский» метод выполнения заземления с использованием 1,5-2 метровых металлических уголков или прутов, забиваемых кувалдой, уходит в историю.

Обязательным условием для современной системы заземления является наличие защиты ее элементов от коррозии, что обеспечивает длительный срок эксплуатации (15 – 30 лет и более). Как правило, защищают основные элементы систем заземления – стальные стержни. Наиболее распространены два вида защиты: омеднение и оцинковывание стержней. Так же встречаются системы, в которых стержни изготавливаются из нержавеющей стали, но ввиду дороговизны они встречаются крайне редко. В рамках данной статьи они не рассматриваются.

Так что же выбрать – омеднение или оцинковку?

Прежде всего, давайте определим вводные данные для нашего исследования. Имеем стальной стержень с нанесенным медным либо цинковым покрытием. Во время монтажа стержень погружается в грунт.

Дальше обратимся к химии. Грунт с точки зрения коррозионной среды является слабым электролитом. Если заземлитель сделан из черного металла и не защищен от коррозии, то его поверхность начинает окисляться с момента погружения в почву. Другими словами он ржавеет, а ржавчина – окисел металла, имеет очень низкую электропроводность. Как следствие – сопротивление такого заземлителя возрастает.

То, как взаимодействуют различные металлы в грунтовых условиях, определяется их электродным потенциалом (табл. 1).

Металл Стандартные электродные потенциалы, В
Цинк - 0,760
Железо - 0,430
Медь + 0,337

Табл.1 Расположение металлов по ряду напряжений.

Из табл. 1 видно, что относительно железа цинк является восстановителем (катодом). Окисляется цинк, защищая, таким образом, железо. Окисление собственно стержня начнется только после того, как пройдет процесс окисления всего защитного слоя цинка. Так же стоит отметить, что защитный слой цинка будет защищать не только стержень, но другие металлоконструкции, находящиеся вблизи и имеющие контакт с грунтом.

В паре "медь-железо" медь является окислителем, а железо — восстановителем. Окисляется, прежде всего, железо, защищая таким образом медь. Но данная реакция возможна только в случае контакта стали с грунтом – электролитом.

Этот момент очень важен в случае повреждения защитного слоя. Мы никогда не можем быть уверены, что при монтаже заземлитель не наткнется на что-то твердое, способное процарапать защитный слой.

В случае повреждения омеднения, в этом месте имеем очаг ускоренной коррозии стального стержня, распространяющейся вглубь, под защитное покрытие.

Мелкие повреждения цинкового покрытия не столь опасны. Цинковое покрытие будет отдавать частицы, осаждающиеся на участке оголенной стали, до тех пор, пока не покроет его полностью, предотвращая дальнейшую коррозию.

Направление движения частиц при поврежденном покрытии

Рис. 1 Направление движения частиц при поврежденном покрытии.

а) омеднение, b) оцинковка.

Перечисленные выше особенности влияют на срок службы заземлителей. В случае с оцинковкой проблему увеличения срока службы можно решить увеличением толщины цинкового покрытия. Однако на практике это оказалось технически сложно и экономически не выгодно. По-этому средний срок службы присутствующих на рынке систем заземления на базе оцинкованных элементов мал и составляет 10-15 лет.

В случае с омедненными стержнями эта проблема успешно решена нанесением слоя меди свыше 250 мкм. Данная толщина покрытия позволяет надежно защитить стальной стержень даже при монтаже в каменистых грунтах.

Испытания, проведённые одной из лабораторий экспериментально показали, что срок службы омеднённого штыря с покрытием толщиной 250 мкм в агрессивном грунте (кислом или щелочном) составляет не менее 30 лет, а в обычном суглинке достигнет 100 лет.

Также известно испытание, проведённое с 1910 по 1955 год Национальным Институтом Стандартов и Технологий США (The National Institute of Standards and Technology (NIST)). Было реализовано обширное исследование подземной коррозии, во время которого 36 500 образцов, представляющих 333 разновидности покрытий из черных и цветных металлов и защитных материалов, подвергались испытанию в 128 местах по всей территории Соединенных Штатов.

Одним из результатов этого исследования стал факт, что штырь заземления, покрытый 254 мкм меди, сохраняет свои технические характеристики в течение более 40 лет в большинстве типов почвы. А стержневые электроды, покрытые 99,06 мкм цинка, в этих же грунтах могут сохранять свои качества лишь в течение 10-15 лет.

Underground corrosion (United States. National Bureau of Standards. Circular 579)

Автор: Melvin Romanoff; Издатель: U.S. Govt. Print. Off., 1957)

Если Ваш выбор пал на омеднение, настоятельно рекомендуем использовать только материалы известных производителей, таких как Galmar, Erico. Только тогда можно быть уверенным в качестве медного покрытия и Ваше заземление прослужит достаточно долго и надежно.

Подведем итоги. Нами были рассмотрены некоторые физические и химические свойства материалов, из которых изготавливаются современные системы заземления. Обобщив полученные результаты можно сделать следующие выводы:

  • оцинковка: бюджетный вариант со сроком службы до 15лет. Хороший вариант для промышленных и общественных объектов;
  • омеднение: долговечный надежный материал со сроком службы более 30 лет, чтобы сделать заземление для «себя - любимого».

Если Вы затрудняетесь в выборе оптимального для Вас варианта – звоните!


Консультация – бесплатно!