来源： Flickr/Darkroom Daze

    导读：

    对于那些用于公共服务的电气设备，仔细选择其所使用的基底材料和涂层可以显著提高整个系统的可靠性和成本效益。

    电力系统的停机时间超过50%都是由于控制和开关设备的故障引起的，这对包括美国在内的全世界各国的经济都造成了巨大的损失。

    那么这是如何发生的呢？

    答案是腐蚀。

    恶劣的环境会引起电化学退化，及对金属线路终端的化学攻击。总的来说，如果载流部件、开关和控制设备等发生了腐蚀，势必会影响各种电器元件和生产设施的可靠性及它们的无停电运行。知己知彼，百战不殆。既然我们要对腐蚀进行防护，对腐蚀类型的了解必不可少。现在，就让我们一起来看看吧！

    腐蚀问题的本质

    由于接触面的恶化往往会造成电气接触的腐蚀，其表现为突发的电力中断、连接失败及断断续续的连通。

    对于自动化应用系统，间歇性的连通是不被许可的。因此，工业上需要分析其腐蚀风险，无论是来自水分或其他活性成分的威胁。

    对于石油及石油化工行业，主要考虑腐蚀性原料油和气体可能带来的风险；对于海洋环境，主要考虑其富含的盐分；对于燃煤电厂、冶金和采矿行业，主要考虑空气中腐蚀性的尘埃；而对于铁水生产厂，则要考虑热及所用的腐蚀性酸液。

    接触腐蚀

    接触腐蚀是一种由于负重金属表面的相对移动、振动等机械磨损和电化学反应相结合导致的腐蚀。这个过程是在金属线路终端连接处和接触表面发生了电化学和化学反应。

    镀锡接触是一种典型的会受到接触腐蚀影响的接触。由于发生了接触腐蚀，使得接触面积降低，最终会导致不稳定的接触和断路；在关节和连接处由于过度的压降还会导致严重的功率损耗。

    在接触面如电池终端涂抹润滑剂可以减少接触腐蚀、磨损和恶化。然而，减少了连接处的摩擦就可能会降低紧密连接的稳定性和表面接触压力。在电触点，一个导电表面必须具备导电而不产生热的功能。而这个属性会被接触腐蚀大大地降低，同时接触电阻会大大地提高、电压降增大及产生热量。金属氧化物的堆积和表面的微观运动都可能会导致高电阻和非常高的有效接触电阻峰值。除了振动以外，表面之间热延伸性的差异也会导致相对运动。高接触电阻会引起信号、控制和通信系统故障；特别是在小型系统中，信号功率会受到严重影响。

    为了防止腐蚀，可以使用以铜为基底，镀锡和镀锡铅涂层的铜合金。铂、银等金属也用作涂层材料。

    在镀锡涂层的情况下，锡的氧化物会引起很高的电阻，甚至是在接触状况看起来还不错的情况下。在接触的环境中，银涂层的耐蚀性很好。镀、电镀、浸涂和刷涂等技术都可以用于镀银层。其缺点是存在电化学腐蚀的可能性，以及它会与空气和水中高浓度的硫化物反应。较大振幅的相对微观运动会引起非常严重的腐蚀和更高的接触压力。最后退化的迹象就是严重的电弧放电、融化、分层、粘附和磨损。

    接触腐蚀的速率取决于：

    ● 振动

    ● 频率

    ● 压力或作用力

    ● 空气湿度

    ● 温度

    ● 基底金属和所使用的涂层

    接触腐蚀的加速测试可以用来确定接触面涂层的寿命。一般来说，电气组件都需要装在密封的外壳内，以保护他们免受接触腐蚀。

    电接触的一个横截面如下所示▼

    镀层金属除了需要具有非常高的耐腐蚀性，还需要耐磨损和耐接触腐蚀性；同时它还应该具有高导电性。在严重负载和腐蚀环境下，接触腐蚀会影响镍和锡；其他合金如镍钯合金则容易开裂。银具有很高的耐蚀性和不受接触腐蚀影响性，但它的耐磨性较低，所以为了确保一定的使用寿命，至少需要3微米的厚度。

    接触腐蚀时，金是首选的电镀金属之一，它具有高耐蚀性及稳定的电气性能。而锡和镍等金属涂层可能存在气孔。当然，这可以通过增加涂层的厚度来克服；但金对于很多化合物都具有很好的抗腐蚀性，如硫化氢、二氧化硫、氯、氨、二氧化氮和盐雾。

    接触腐蚀可以通过使用润滑剂来控制，其原理是避免了组件接触空气和水分。电动马达的滚珠和滚珠轴承也会由于发生接触腐蚀而失效，其原因是严重的负载、热和接触了一些腐蚀性药剂，除非他们受频繁涂抹润滑油进行保护。

    线路终端的螺丝和紧固件也会由于缝隙腐蚀而恶化，主要是发生在螺纹接头处。而含钼的不锈钢具有较好的抗缝隙腐蚀性能。使用密封剂也可以防止该类型的腐蚀。

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