Yeni Standartlar Çelik Borular İçin Korozyon Korumasını Artırıyor

Elektrik mühendisliğinde, uygun kablolama yönteminin seçimi çok önemlidir ve genellikle ömür beklentisi birincil husustur. Malzemelerin korozyon direnci, çeşitli montaj ortamlarında tüm sistemin güvenilirliğini ve dayanıklılığını doğrudan etkiler. Hiçbir malzeme korozyona tamamen bağışık olmasa da, süreç kontrol edilebilir. Çelik boru sistemleri, olağanüstü mekanik dayanımları ve tellerin ve kabloların uzun süreli korunması nedeniyle oldukça tercih edilir. Ancak, montaj ortamlarının çeşitliliği nedeniyle, çelik boru sistemlerinin ömrünü doğru bir şekilde tahmin etmek neredeyse imkansızdır. Bu nedenle, çelik boru ürün standartlarındaki korozyon koruma gereksinimlerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, Ulusal Elektrik Kodu® (NEC®) 'na uyulması ve tamamlayıcı korozyon koruma önlemlerinin sağduyulu bir şekilde uygulanması, belirli ortamlar için en uygun sistemi seçmenin anahtarıdır.

Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği (NEMA) 5RN Bölümü ve Kuzey Amerika Çelik Boru Enstitüsü (STINA) Amerikan Boru Komitesi üyeleri dahil olmak üzere ABD'li çelik boru üreticileri, en yüksek standartları karşılayan çelik boru ürünleri üretmektedir. Bu ürünler arasında sert çelik boru (RSC), ara metal boru (IMC), elektrik metal boru (EMT) ve ilgili dirsekler, konektörler ve bağlantı parçaları bulunur. NEC gereksinimlerine uygunluğu sağlamak için, tüm kablo kanallarının sertifikalı olması gerekir. NEMA/STI üye ürünleri, Underwriters Laboratories (UL) standartlarına göre sertifikalıdır: RSC ve ilgili bileşenler için UL 6, IMC için UL 1242 ve EMT için UL 797.

UL standartları açık ömür testi içermese de, çelik borular, EMT ve ilgili bileşenler üzerindeki koruyucu kaplamalar için titiz test ve performans gereksinimleri belirler. Tipik olarak, dış yüzey (OD) kaplaması çinkodur, iç yüzey (ID) ise çinko veya organik kaplamalar içerebilir. UL, yeterli korozyon koruması sağlamak için çinko kaplama kalitesini değerlendirmek üzere bakır sülfat testini (yaygın olarak Preece testi olarak bilinir) kullanır. Bir numune, bakır sülfat çözeltisinde dört adet 60 saniyelik daldırmadan sonra parlak, yapışkan bakır birikintileri görünmezse geçer.

Çinkonun çelik yüzeylere uygulanması işlemi, galvanizleme olarak bilinir ve çeliği 200 yıldan uzun süredir pastan korumaktadır. Çinkonun benzersiz özellikleri, onu çelik korozyon koruması için ideal hale getirir. İlk olarak, çelik ile çevre arasında fiziksel bir bariyer oluşturur. İkincisi, fedakarlık (galvanik) koruma sağlar. Çelik, çinkodan daha pozitif bir potansiyele sahip olduğundan (çinkodan elektron çeker), çelikten çinkoya doğru akım akışı, çeliğin korozyon oranını azaltır. Böylece, çinko kaplama, çeliği korumak için kendini "feda eder". Lokalize hasar olsa bile, galvanizleme çeliği korumaya devam eder. Boru veya EMT yüzeylerindeki beyaz toz, aktif çinko korumasını (çinko oksit) gösterirken, kırmızı renk çelik pasını (demir oksit) gösterir. UL, birincil korozyon koruması (örneğin, çinko) üzerinde tamamlayıcı kaplamalara izin verir ve çoğu ABD'li üretici ek koruma için bunu uygular.

RSC ve IMC için UL, montajına kadar boru dişleri üzerinde koruyucu kaplamalar gerektirir. Bu ürünler, bir ucunda bir konektör ve diğer ucunda bir diş koruyucu ile sevk edilir, genellikle boyuta göre renk kodludur: eşit boyutlar için mavi, 1/2 için siyah ve RSC'de 1/4 için kırmızı; eşit boyutlar için turuncu, 1/2 için sarı ve IMC'de 1/4 için yeşil.

1965 yılında, NEC, "kablo kanallarının maruz kaldıkları aşındırıcı ortama uygun olması" gerekliliğini ekledi. Uygunluğu göstermek için net bir yöntem olmaması nedeniyle, UL araştırmalar, saha testleri ve laboratuvar testleri yaptı ve sonuç olarak UL'nin Elektrik Ekipmanları İçin Genel Bilgiler (Beyaz Kitap) ve Elektrik İnşaat Ekipmanları Dizini (Yeşil Kitap) içinde yayınlanan tamamlayıcı korozyon koruma yönergeleri yayınlandı.

Beton Ortamlar: Hem beton hem de toprak yüksek korozyon riski taşır. UL yönergeleri, betondaki galvanizli sert çelik borunun (GRC) veya IMC'nin genellikle ek koruma gerektirmediğini belirtir. Zemin üstü beton döşemelerde EMT için ek koruma genellikle gereksizdir, ancak zemin altı döşeme montajları bunu gerektirebilir.

Toprak Ortamları: UL, toprakla temas eden GRC'nin, toprak direnci 2.000 ohm-cm'nin altına düşmediği sürece (yerel kamu hizmetleri tarafından ölçülür) genellikle ek korumaya ihtiyaç duymadığını belirtir. Ek koruma gerekip gerekmediğine yetkili yargı mercii (AHJ) karar verir. Toprakla temas eden EMT genellikle tamamlayıcı koruma gerektirir.

Betondan Toprağa Geçişler: Çelik boru veya EMT'nin betondan toprağa geçtiği yerlerde şiddetli korozyon meydana gelebilir. NEMA/STI üreticileri, geçiş noktasının her iki tarafında en az 4 inç ek koruma önerir. Kıyı bölgelerinde, aynı yaklaşım, betondan tuzlu havaya geçiş yapan EMT'yi korur.

Ek korozyon koruma gereksinimlerini belirlemek için NEC kurallarını anlamak esastır. NEC Madde 344, sert metal boruyu (çelik, alüminyum, kırmızı pirinç ve paslanmaz çelik dahil), Madde 342 IMC'yi (yalnızca çelik) ve Madde 358 EMT'yi kapsar. Madde 300.6 (Korozyona ve Bozulmaya Karşı Koruma) da kritik bilgiler içerir.

Çelik ve paslanmaz çelik sert borular, "korozyon koruması ile sağlandığı ve koşul için onaylandığı" takdirde, beton, doğrudan gömme ve şiddetli aşındırıcı alanlar dahil olmak üzere "tüm atmosferik koşullarda ve işgal alanlarında" izin verilir. UL listeli çelik boru, bunu çinko kaplaması (tipik) aracılığıyla karşılar ve AHJ montajı onaylar. Alüminyum sert boru, beton veya doğrudan gömmede AHJ onaylı ek koruma gerektirir.

IMC gereksinimleri, sert çelik boru için olanları yansıtır. EMT, uygun şekilde korunduğu ve onaylandığı takdirde beton, toprak veya şiddetli aşındırıcı alanlarda izin verilir. Alüminyum ve çelik arasındaki galvanik etki ihmal edilebilir düzeydedir ve şiddetli korozyona maruz kalmadıkları takdirde birlikte kullanılmalarına izin verir.

NEC Madde 300.6, saha kesimi dişler için gereksinimler içerir: korozyon korumasının gerekli olduğu yerlerde, dişler onaylı bir iletken, korozyona dayanıklı bir bileşik (tipik olarak çinko açısından zengin boya veya UL listeli alternatifler) ile kaplanmalıdır.

Çelik boru ve EMT kaplamaları mükemmel koruma sağlarken, yüksek derecede aşındırıcı ortamlar, birincil kaplama üzerinde boya, bant sargıları, ısı büzüşmeli sargılar (hepsi AHJ onayı gerektirir) veya fabrikada uygulanan PVC kaplamalar gibi tamamlayıcı önlemler gerektirebilir.

Boya: Kabul edilebilir seçenekler arasında asfalt kaplamalar, çinko açısından zengin boyalar veya akrilik, poliüretan veya hava koşullarına dayanıklı epoksi boyalar bulunur (yağ bazlı veya alkid boyalardan kaçının). Yüzey hazırlığı kritiktir—çinko tabakasına zarar verebilecek aşınma olmadan temizleyin, durulayın ve kurutun. Uyumlu astarlar veya iki katlı sistemler korumayı artırır.

Bant Sargıları ve Isı Büzüşmeli Sargılar: Özel yüksek yapışkanlı bantlar, boruları ve bağlantı parçalarını tamamen kaplamak için üst üste gelmelidir. Isı büzüşmeli sargılar ısı kaynağı gerektirmez. Üreticiler montaj rehberliği sağlar.

PVC Kaplı Boru: UL standartları (UL 6, UL 1242, UL 797), birincil korozyon koruma gereksinimlerini karşılaması gerekmeyen tamamlayıcı kaplamaları ele alır. Metal olmayan kaplamalar, alev yayılması, birincil koruma üzerindeki etkisi, bağlantı uyumu ve elektriksel süreklilik açısından değerlendirilir. PVC, galvanizasyonun yanı sıra birincil bir yöntem olarak listeleniyorsa, tuz sisi, nemli CO ₂ -SO ₂ -hava ve UV/su testlerinden de geçmelidir. NEMA RN-1, seçimde yardımcı olmak için PVC kaplama özellikleri sağlar.

PVC kaplı borulardaki saha kesimi dişler, üreticilerden veya UL listeli ürünler olarak temin edilebilen aynı NEC tarafından zorunlu kılınan iletken, korozyona dayanıklı kaplamayı gerektirir.

Korozyon, galvanik potansiyel/direnç (anodik/katodik alanlar arasında), toz, kimyasallar, pH, sıcaklık ve nem gibi faktörlerden etkilenen karmaşıktır. Uygun ürün seçimi, bakımı ve çevresel kontrol, korozyonu yavaşlatabilir.

Beton ve toprağın ötesinde, toz son derece aşındırıcı olabilir (örneğin, PVC kaplı boru, statik yükler nedeniyle Sınıf II konumları için uygun değildir). Kimyasallar hem metal hem de metal olmayan boruları etkiler—üreticiler kimyasal direnç verileri sağlayabilir, ancak yerel deneyim en iyi uygulanabilirlik ölçüsüdür.

Sıvı kimyasal ortamlarda, pH korozyonu etkiler. Amerikan Galvanizciler Birliği'ne göre, galvanizleme, pH'ı 4.0'ın üzerinde ve 12.5'in altında olan çözeltilerde iyi performans gösterirken, alüminyum pH 4–9'a uygundur.

Galvanizli çelik boru ve EMT, uzun hizmet ömrü sağlayan mükemmel korozyon koruma kaplamalarına sahiptir. Şiddetli aşındırıcı ortamlarda, tamamlayıcı koruma sistem ömrünü daha da uzatabilir.