Những hư hỏng thường gặp và cách chọn vật liệu dẫn điện

Những hư hỏng thường gặp và cách chọn vật liệu dẫn điện

Những hư hỏng thường gặp và cách chọn vật liệu dẫn điện

1. Những hư hỏng thường gặp của vật liệu dẫn điện

Các loại vật liệu dẫn điện được sử dụng để chế tạo các bộ phận dẫn điện của máy điện, thiết bị điện và khí cụ điện đa phần là những kim loại và hợp kim của chúng khi sử dụng lâu ngày sẽ bị hư hỏng và ta thường gặp các dạng hư hỏng sau:

  • Hư hỏng do bị ăn mòn kim loại.
  • Hư hỏng do điện.
  • Hư hỏng do bị già hóa của kim loại.
  • Hư hỏng do các lực tác động từ bên ngoài.
  • Hư hỏng do sự mài mòn giữa các bộ phận.

1.1. Ăn mòn kim loại.

a. Khái niệm

Sự ăn mòn kim loại là một quá trình phá hủy kim loại và hợp kim dưới hình thức hóa học và điện hóa do tác dụng của môi trường xung quanh.

Sự ăn mòn kim loại xẩy ra thương xuyên và dưới nhiều hiện tượng khác nhau. Sắt thép để lâu ngày không được bảo vệ tốt sẽ bị rỉ, đồng để trong không khí ẩm hoặc môi trường có chất chua mặn sẽ tạo nên lớp vẩy màu xanh lục đó là rỉ đồng.

Môi trường xung quanh có tác dụng ăn mòn kim loại thường là: không khí ẩm, nước, nước biển, axít, kiềm và các chất khác. ở nhiệt độ cao kim loại càng bị ăn mòn mạnh hơn. Sự ăn mòn đó là do tác dụng của môi trường xung quanh và tác dụng đó diễn ra dưới hai hình thức ăn mòn:

  • ăn mòn hóa học.
  • ăn mòn điện hóa.

b. Phương pháp chống ăn mòn kim loại.

Trong kỹ thuật có rất nhiều phương pháp chống ăn mòn kim loại đó là:

  • Phủ bằng lớp kim loại không bị ăn mòn.
  • Phủ một lớp bảo vệ không kim loại.
  • Phương pháp bảo vệ bằng lớp ôxít.

* Phủ bằng lớp kim loại không bị ăn mòn.

Các phương pháp phủ lớp kim loại bảo vệ là: phương pháp nóng chảy, phương pháp mạ, phương pháp phun kim loại và cán dính kim loại.

Phương pháp nóng chảy: thường phương pháp được áp dụng để phủ lớp kẽm, thiếc, chì lên bề mặt chi tiết

+ Phủ kẽm: để phủ kẽm người ta đun nóng chảy kẽm ở nhiệt độ 4500C – 4800C sau đó nhúng chi tiết cần phủ kẽm vào. Lớp kẽm nóng chảy sẽ bám lên bề mặt ngoài của chi tiết và có bề dày từ (0,06 ¸ 0,13)mm. Phủ kẽm đơn giản, nhanh nhưng ít được dùng vì khó khống chế bề dày lớp kẽm nóng chảy hơn nữa làm giảm độ cứng của chi tiết

+ Phủ thiếc: khi phủ thiếc người ta nhúng chi tiết vào thiếc nóng chảy ở nhiệt độ 2700c – 3000c

+ Phủ chì: ta nhúng chi tiết vào chì nóng chảy ở nhiệt độ 3500c. Chiều dày lớp chì bám vào chi tiết khoảng (0,5 ¸ 0,7) mm. Thường người ta phủ lớp chi – thiếc, lớp phủ này có độ bám chắc và độ dẻo cao hơn.

Mạ kim loại: ngoài mục đích để bảo vệ kim loại không bị rỉ, mạ kim loại còn có tác dụng làm đẹp cho các chi tiết máy. Mạ kim loại cho phép ta khống chế được bề dày lớp kim loại phủ lên chi tiết. Tiết kiệm được kim loại và không phải nung nóng chi tiết cần mạ.

Phun một lớp kim loại bảo vệ: được thực hiện bằng cách phun đắp lên chi tiết một lớp kim loại nóng chảy. Phương pháp này có thể tiến hành với các lớp kim loại bảo vệ như: đồng, nhôm, kẽm,chì vv…

Cán dính một lớp kim loại bảo vệ: thường thực hiện cho các tấm kim loại, bằng cách cán dính vào các tấm kim loại một lớp kim loại bảo vệ mỏng. Các kim loại được cán dính vào để bảo vệ là: đồng, nhôm, niken vv…

* Phủ lớp bảo vệ phi kim loại:

Người ta thường áp dụng các phương pháp sau: sơn, sơn êmay, bôi dầu mỡ, phủ một lớp chất dẻo vv…

* Phương pháp bảo vệ bằng lớp ôxít: người ta dùng những ôxít bền vững với môi trường để bọc lên trên những kim loại chịu ảnh hưởng nhiều của môI trường.

1.2. Hư hỏng do điện.

Là do các loại máy điện, thiết bị điện, khí cụ điện, vật dẫn điện khi làm việc với các đại lượng, thông số vượt quá trị số định mức như: các đại lượng về dòng điện, điện áp, công suất v.v…

Ví dụ:

+ Quá dòng điện: Dòng điện vượt quá trị số định mức như, quá tải, ngắn mạch, khi đó các tổn hao trong dây quấn, vật dẫn điện vượt quá mức bình thường làm nhiệt độ tăng cao gây hư hỏng.

+ Quá điện áp: điện áp vượt quá trị số định mức như trong trường hợp quá điện áp do sét. Khi đó điện trường trong vật liệu cách điện tăng cao có thể xẩy ra phóng điện gây hư hỏng cách điện dẫn đến vật dẫn xẫy ra hiện tượng ngắn mạch.

+ Các loại ngắn mạch: Ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha, ngắn mạch 1 pha, ngắn mạch 2 pha chạm đất. Khi có ngắn mạch dòng điện rất lớn, đây là trường hợp sự cố của mạch điện nên cần thiết phải có thiết bị bảo vệ.

1.3. Hư hỏng do bị già hóa của kim loại.

Tính già hóa của kim loại là sự thay đổi theo thời gian của các tính chất kim loại hay hợp kim. ở nhiệt độ môi trường xung quanh, thông thường sau một thời gian kéo dài nó sẽ tạo nên sự già hóa (tính già hóa tự nhiên), còn khi nhiệt độ tăng lên thì tính già hóa nhanh hơn (tính già hóa nhân tạo).

1.4. Hư hỏng do các lực tác động từ bên ngoài.

Trong quá trình các loại máy điện, thiết bị điện, khí cụ điện, vật dẫn điện làm việc do các lực bên ngoài tác động hoặc bị chấn động làm chúng bị biến dạng thậm chí làm hỏng bộ dây quấn hay vật dẫn.

1.5. Hư hỏng do sự mài mòn giữa các bộ phận

Trong quá trình làm việc nếu các bộ phận tiếp xúc luôn có sự chuyển động tương đối với nhau thì sẽ bị mài mòn dẫn đến bị hư hỏng.

2. Cách chọn vật liệu dẫn điện

Khi cần lựa chọn vật liệu dẫn điện ta căn cứ vào:

+ Độ dẫn điện: tùy vào nhu cầu sử dụng mà người ta sẽ chọn vật liệu có điện trở suất phù hợp. Ví dụ như khi chế tạo dây dẫn thường dùng đồng, nhôm (có điện trở suất (ρ) bé), còn khi làm các dây đốt nóng thì dùng các loại hợp kim như constantan, maiso, mâgnin v. v…(có điện trở suất (ρ) lớn hơn).

+ Độ bền cơ: tùy vào qui trình làm việc mà chọn vật liệu có độ bền cơ thích hợp, ví dụ: để tăng độ bền keó cho dây dẫn người ta dùng dây có lõi thép, tiếp điểm thì dùng đồng thau, đồng thanh.

+ Độ bền chống ăn mòn: căn cứ vào điều kiện và môi trường làm việc của chi tiết, bộ phận hay thiết bị điện mà người ta chọn vật liệu có tính chống ăn mòn thích hợp.

Ví dụ mối tiếp xúc cố định người ta không dùng những kim loại có điện thế hóa học khác nhau để tránh kim loại bị ăn mòn điện hóa, hoặc là khi môi trường làm việc ẩm ướt và có nhiều khí hóa học thì ta lựa chọn những vật liệu có tính chống lại sự ăn mòn của môi trường v v…

Share this post

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *