Электрохимия

В основе электрохимии лежит явление электролиза в электрических цепях, в которых основными элементами являются электролиты – растворы кислот, щелочей и солей, а также электроды – анод, соединяемый с положительным полюсом источника и катод – с отрицательным полюсом.

В результате электролиза на катоде из растворов кислот и щелочей выделяется водород, а из водных растворов солей — металл данной соли.

Область техники, в которой используется электролиз (отложение металла на катоде и растворение металлического анода) называется гальванотехникой и включает в себя гальванопластику (технологию воспроизведения металлических копий различных рельефных предметов), гальваностегию (технологию покрытия металлов слоем другого металла с целью защиты их от коррозии: никелирование и хромирование) и электрометаллургию (технологию извлечения металлов из руды и примесей, очищение металлов от примесей – рафинирование).

Электрохимические процессы имеют место при электроосмосе, под которым понимают явление проникновения блуждающих токов I_бл в землю, вызванное внешними источниками электрической энергии; рельсовым электротранспортом, электросварочными установками гальванических цехов.

Рисунок 12.2. – Схема электрической цепи при наличии электроосмоса

Электроэнергия от подстанции 1 по контактному проводу 2 подается к электротранспорту 3 и через рельсы 4 растекается в земле в виде блуждающих токов 6, которые участвуют в электрохимических процессах с металлическими элементами 5 коммуникаций и сооружений (МЭКС). Подземные МЭКС — кабели в металлических оболочках, металлические трубопроводы, арматура железобетонных конструкций и фундаментов, расположенных в зоне электроосмоса, подвергаются не только коррозии, обусловленной воздействием почвенных химических реагентов (растворов солей, кислот, щелочей), но и электрокоррозии блуждающими токами 6. Сила блуждающих токов может быть подсчитана по формуле:

(12.1)

где R_p – сопротивление токоведущих частей, рельсов, Ом/м;

R_пер – сопротивление перехода рельсы - почва, изоляции тоководов, Ом/м;

I_э – ток в цепи электропотребителя, А.

Из (12.1) следует, что токи электроосмоса можно уменьшить и снизить электрокоррозию МЭКС, если сократить расстояние l между контактами потребителя с землей и источником, снизить его нагрузку I_э, увеличить переходное сопротивление (изоляцию тоководов) и уменьшить сопротивление токоведущих частей (рельсов).

Для увеличения переходного сопротивления, сопротивления электрической изоляции в строительстве применяют базальт, фарфор, диабаз, стекло, пластмассы и др.