Διάβρωση ηλεκτροδίων
Η διάβρωση που μπορεί να υποστεί ένα ηλεκτρόδιο γειώσεως στη γη είναι δύο ειδών.
Ιδιοδιάβρωση
Το μέταλλο υφίσταται την επίδραση μόνο του, λόγω του περιβάλλοντος του εδάφους και όχι άλλου μετάλλου γειώσεως.Υπάρχει η αντίληψη ότι ο χαλκός εντός του σκυροδέματος διαβρώνει τον οπλισμό του κτιρίου. Αυτό είναι λάθος. . Όπως αναφέρει η διεθνής βιβλιογραφία αλλά και τα σχετικά Πρότυπα IEC, δεν υπάρχει κανένας κίνδυνος εφόσον τοποθετηθεί εντός της θεμελίωσης, όπως εξάλλου ισχύει και για το χάλυβα. Ο λόγος είναι ότι το ηλεκτροχημικό δυναμικό κάθε υλικού εξαρτάται από το ίδιο το υλικό αλλά και από το υλικό που το περιβάλλει. Στο σκυρόδεμα ο χάλυβας αποκτά το ίδιο ηλεκτροχημικό δυναμικό με το χαλκό και ως εκ τούτου δεν υπάρχει κίνδυνος διάβρωσης.Διαπιστώθηκε ότι ηλεκτρόδια γειώσεως από γαλβανισμένο χάλυβα μέσα σε σκυρόδεμα πρακτικά δεν διαβρώνονται, έχουν αντέξει πάνω από 100 έτη χωρίς σοβαρές αλλοιώσεις.
• Έχουμε όμως ηλεκτροχημική διάβρωση όταν ηλεκτρόδιο χάλυβα βρίσκεται σε διαφορετικό περιβάλλον πχ. εντός σκυροδέματος και μέσα σε χώμα. Αυτό διότι ο χάλυβας στο σκυρόδεμα και στο χώμα έχει διαφορετικό δυναμικό. Έχουν παρατηρηθεί καταστρεπτικές διαβρώσεις γειωτών στο έδαφος που ήταν βραχυκυκλωμένοι με γειωτές σε σκυρόδεμα.
Διάβρωση επαφής ή ηλεκτροχημική διάβρωση ή ηλεκτρολυτική διάβρωση
Είναι λίγο πολύ γνωστό ότι όταν χάλκινα και χαλύβδινα υλικά έρχονται σε άμεση επαφή μεταξύ τους μέσα σε ένα περιβάλλον με υγρασία, σύντομα θα υπάρξει διάβρωση του χαλύβδινου λόγω ηλεκτρόλυσης με τα συνεπαγόμενα αρνητικά αποτελέσματα.
Αυτό συμβαίνει μεταξύ όλων των μετάλλων με μεγάλη διαφορά ηλεκτρολυτικής τάσης η οποία είναι συνάρτηση του «μέσου» (περιβάλλον) μέσα στο οποίο έρχονται σε επαφή.Κάθε μέταλλο αναπτύσσει ένα ηλεκτροχημικό δυναμικό, μια τάση μεταξύ αυτού και της άπειρης γη, που εξαρτάται από το μέταλλο και το περιβάλλον έδαφος. Αν ενωθούν δυο μέταλλα και υπάρχει διαφορά στην ηλεκτροχημική τους τάση , τότε ρέει ένα ρεύμα ιόντων μετάλλου του γειωτή μέσα στο έδαφος από το αρνητικό στο θετικό ηλεκτρόδιο. Στη γραμμή σύνδεσης το ρεύμα είναι από το θετικό προς το αρνητικό πόλο. Έτσι αφαιρείται μέταλλο από τον ηλεκτροαρνητικό γειωτήή τον πλέον ηλεκτροαρνητικό γειωτή .
Στην περίπτωση μάλιστα των γειώσεων, όπου χαλκός και χάλυβας συνδέονται εντός εδάφους (χώμα) ο χάλυβας με αρνητική ηλεκτρολυτική τάση διαβρώνεται ταχύτατα από το χαλκό (θετική τάση).
Η πλειονότητα θεωρεί ότι με τη χρήση διμεταλλικών επαφών η επικάλυψη των συνδέσεων με πίσσα ή ακόμα κάνοντας τη σύνδεση εντός φρεατίου, πετυχαίνουν την πλήρη εξάλειψη της διαδικασίας της ηλεκτρόλυσης. Δυστυχώς αυτό είναι λάθος και μπορεί να περιορίσει τη διάρκεια ζωής μιας γείωσης σε μερικούς μόλις μήνες. Ο λόγος είναι ότι ναι μεν δεν υφίστανται διάβρωση στη σύνδεση μεταξύ τους λόγω των παραπάνω μέτρων, αλλά αυτό δεν σταματά την ηλεκτρόλυση λόγω του ότι βρίσκονται στο ίδιο και συγκεκριμένο μέσον το χώμα, μέσω του οποίου ο χάλυβας με αρνητική ηλεκτρολυτική τάση διαβρώνεται ταχύτατα από το χαλκό (θετική τάση).Ακόμα και αν δεν έχουμε σύνδεση των δυο γειωτών μέσω αγωγού, υπάρχει πάντα μια ασθενής σύνδεση μέσω του εδάφους, που προκαλεί καταστροφή του πλέον ηλεκτροαρνητικού γειωτή. Πρέπει να αποφεύγεται: • ο παραλληλισμός δυο ηλεκτροδίων από ανόμοια υλικά
• ή ίδιων ηλεκτροδίων σε διαφορετικά περιβάλλοντα εδάφους.
• Γειώσεις αλεξικέραυνων απομονώνονται από το υπόλοιπο δίκτυο με σπινθηριστές 1,5-2KV
Αντίθετα με την παραπάνω περίπτωση, σε μία θεμελιακή γείωση όπου χαλκός και χάλυβας είναι συνδεδεμένοι ηλεκτρικά μέσα σε σκυρόδεμα, δεν παρουσιάζεται καμία διάβρωση, μια που μέσα στο συγκεκριμένο μέσον οι ηλεκτρολυτικές τους τάσεις είναι πάρα πολύ κοντά.
Προτείνεται ως υλικό ηλεκτροδίων στις θεμελιακές γειώσεις:
• χάλυβας γαλβανισμένος
Σε ηλεκτρόδια γειώσεως μέσα στο χώμα :
• χαλκός
• ηλεκτρόδια από χάλυβα με 1 mm επιχάλκωση ή επιμολύβδωση
• ανοξείδωτος χάλυβας τύπου V4A (μπορούν όμως να προκαλέσουν διάβρωση σε παρακείμενα χαλύβδινα μέταλλα ή σωληνώσεις.)
Ηλεκτροχημική διάβρωση
Έχουμε στις περιπτώσεις όταν:
> έχουμε βραχυκύκλωμα μεταξύ δύο γειωτών και όταν επιπλέον έχουμε
> ίδιο μέταλλο σε διαφορετικό περιβάλλον πχ σε χώμα και σε σκυρόδεμα.
> διαφορετικά μέταλλα πχ. σίδηρος και χαλκός.
> Όχι παράλληλη σύνδεση με γειωτές Cu ηλεκτροχημική διάβρωση Fe
Θεμελιακή Γείωση
Είναι αποδεκτή η κατασκευή θεμελιακής γείωσης με χάλκινα υλικά (ταινία - αγωγός - σφικτήρες) και γενικά η σύνδεση χαλκού - χάλυβα εντός σκυροδέματος.
Δεν πρέπει οι αναμονές που αφήνονται από την θεμελιακή γείωση μίας κατασκευής προς το περιβάλλον υπέδαφος (χώμα) να κατασκευάζονται από χάλυβα παρά μόνο από χαλκό. Π.χ. αναμονές προς το "ρολόι" της ΔΕΗ στην εξωτερική περίφραξη του κτιρίου. Εδώ ο ίδιος ο χάλυβας που στο σκυρόδεμα παρουσιάζει θετική ηλεκτρολυτική τάση διαβρώνει τον "εαυτό" του που στο χώμα έχει αρνητική ηλεκτρολυτική τάση.
Απαγορεύεται η απ΄ ευθείας σύνδεση υπόγειων παροχών κοινωφελών δικτύων, σωλήνων, κλπ. με τη θεμελιακή γείωση εφ' όσον αυτές είναι χαλύβδινες. Για τον παραπάνω λόγο είναι προφανές ότι ο χαλύβδινος σωλήνας θα διαβρώνεται με μεγάλη ταχύτητα. Το σωστό είναι η σύνδεση, όπου απαιτείται, να γίνεται μέσω σπινθηριστή αμέσως μετά την είσοδο του δικτύου εντός του κτιρίου ή εντός φρεατίου.
Δεν συνδέουμε υπογείως θεμελιακές γειώσεις γειτονικών κτιρίων με χαλύβδινους αγωγούς παρά μόνο χάλκινους.
Συμβατικές Γειώσεις (θαμμένες στο έδαφος)
Δεν συνδέουμε ποτέ χαλύβδινα ηλεκτρόδια γείωσης με χάλκινο αγωγό ανεξάρτητα του εάν έχουμε λάβει μέτρα προστασίας για το σημείο σύνδεσής τους (διμεταλλικά, πίσσα, κλπ). Η σύνδεση αυτή μπορεί να γίνει μόνον εάν ο χάλκινος αγωγός είναι επικασσιτερωμένος ή μονωμένος με ηλεκτρομονωτικό υλικό πχ PVC και επί πλέον το σημείο σύνδεσης τοποθετηθεί μέσα σε φρεάτιο και προστατευτεί με θερμή πίσσα.
Δεν πραγματοποιούμε ισοδυναμικές συνδέσεις γεφυρώνοντας άμεσα είτε στο έδαφος, είτε στο εσωτερικό κτιρίου,χάλκινα ηλεκτρόδια γείωσης με υπόγειους χαλύβδινους σωλήνες παροχών του κτιρίου (π.χ. φυσικό αέριο ή ύδρευση) ή το αντίθετο (χαλύβδινο ηλεκτρόδιο γείωσης με χάλκινους σωλήνες). Η ισοδυναμική αυτή σύνδεση πρέπει να γίνεται μόνον με τη χρήση σπινθηριστή.
Δεν επιτρέπεται οι αγωγοί καθόδου ενός ΣΑΠ (Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας) εφ' όσον καταλήγουν σε συμβατικό σύστημα γείωσης από χάλυβα, να εγκιβωτίζονται σε υποστηλώματα του κτιρίου.
Η διάβρωση που μπορεί να υποστεί ένα ηλεκτρόδιο γειώσεως στη γη είναι δύο ειδών.
Ιδιοδιάβρωση
Το μέταλλο υφίσταται την επίδραση μόνο του, λόγω του περιβάλλοντος του εδάφους και όχι άλλου μετάλλου γειώσεως.Υπάρχει η αντίληψη ότι ο χαλκός εντός του σκυροδέματος διαβρώνει τον οπλισμό του κτιρίου. Αυτό είναι λάθος. . Όπως αναφέρει η διεθνής βιβλιογραφία αλλά και τα σχετικά Πρότυπα IEC, δεν υπάρχει κανένας κίνδυνος εφόσον τοποθετηθεί εντός της θεμελίωσης, όπως εξάλλου ισχύει και για το χάλυβα. Ο λόγος είναι ότι το ηλεκτροχημικό δυναμικό κάθε υλικού εξαρτάται από το ίδιο το υλικό αλλά και από το υλικό που το περιβάλλει. Στο σκυρόδεμα ο χάλυβας αποκτά το ίδιο ηλεκτροχημικό δυναμικό με το χαλκό και ως εκ τούτου δεν υπάρχει κίνδυνος διάβρωσης.Διαπιστώθηκε ότι ηλεκτρόδια γειώσεως από γαλβανισμένο χάλυβα μέσα σε σκυρόδεμα πρακτικά δεν διαβρώνονται, έχουν αντέξει πάνω από 100 έτη χωρίς σοβαρές αλλοιώσεις.
• Έχουμε όμως ηλεκτροχημική διάβρωση όταν ηλεκτρόδιο χάλυβα βρίσκεται σε διαφορετικό περιβάλλον πχ. εντός σκυροδέματος και μέσα σε χώμα. Αυτό διότι ο χάλυβας στο σκυρόδεμα και στο χώμα έχει διαφορετικό δυναμικό. Έχουν παρατηρηθεί καταστρεπτικές διαβρώσεις γειωτών στο έδαφος που ήταν βραχυκυκλωμένοι με γειωτές σε σκυρόδεμα.
Διάβρωση επαφής ή ηλεκτροχημική διάβρωση ή ηλεκτρολυτική διάβρωση
Είναι λίγο πολύ γνωστό ότι όταν χάλκινα και χαλύβδινα υλικά έρχονται σε άμεση επαφή μεταξύ τους μέσα σε ένα περιβάλλον με υγρασία, σύντομα θα υπάρξει διάβρωση του χαλύβδινου λόγω ηλεκτρόλυσης με τα συνεπαγόμενα αρνητικά αποτελέσματα.
Αυτό συμβαίνει μεταξύ όλων των μετάλλων με μεγάλη διαφορά ηλεκτρολυτικής τάσης η οποία είναι συνάρτηση του «μέσου» (περιβάλλον) μέσα στο οποίο έρχονται σε επαφή.Κάθε μέταλλο αναπτύσσει ένα ηλεκτροχημικό δυναμικό, μια τάση μεταξύ αυτού και της άπειρης γη, που εξαρτάται από το μέταλλο και το περιβάλλον έδαφος. Αν ενωθούν δυο μέταλλα και υπάρχει διαφορά στην ηλεκτροχημική τους τάση , τότε ρέει ένα ρεύμα ιόντων μετάλλου του γειωτή μέσα στο έδαφος από το αρνητικό στο θετικό ηλεκτρόδιο. Στη γραμμή σύνδεσης το ρεύμα είναι από το θετικό προς το αρνητικό πόλο. Έτσι αφαιρείται μέταλλο από τον ηλεκτροαρνητικό γειωτήή τον πλέον ηλεκτροαρνητικό γειωτή .
Στην περίπτωση μάλιστα των γειώσεων, όπου χαλκός και χάλυβας συνδέονται εντός εδάφους (χώμα) ο χάλυβας με αρνητική ηλεκτρολυτική τάση διαβρώνεται ταχύτατα από το χαλκό (θετική τάση).
Η πλειονότητα θεωρεί ότι με τη χρήση διμεταλλικών επαφών η επικάλυψη των συνδέσεων με πίσσα ή ακόμα κάνοντας τη σύνδεση εντός φρεατίου, πετυχαίνουν την πλήρη εξάλειψη της διαδικασίας της ηλεκτρόλυσης. Δυστυχώς αυτό είναι λάθος και μπορεί να περιορίσει τη διάρκεια ζωής μιας γείωσης σε μερικούς μόλις μήνες. Ο λόγος είναι ότι ναι μεν δεν υφίστανται διάβρωση στη σύνδεση μεταξύ τους λόγω των παραπάνω μέτρων, αλλά αυτό δεν σταματά την ηλεκτρόλυση λόγω του ότι βρίσκονται στο ίδιο και συγκεκριμένο μέσον το χώμα, μέσω του οποίου ο χάλυβας με αρνητική ηλεκτρολυτική τάση διαβρώνεται ταχύτατα από το χαλκό (θετική τάση).Ακόμα και αν δεν έχουμε σύνδεση των δυο γειωτών μέσω αγωγού, υπάρχει πάντα μια ασθενής σύνδεση μέσω του εδάφους, που προκαλεί καταστροφή του πλέον ηλεκτροαρνητικού γειωτή. Πρέπει να αποφεύγεται: • ο παραλληλισμός δυο ηλεκτροδίων από ανόμοια υλικά
• ή ίδιων ηλεκτροδίων σε διαφορετικά περιβάλλοντα εδάφους.
• Γειώσεις αλεξικέραυνων απομονώνονται από το υπόλοιπο δίκτυο με σπινθηριστές 1,5-2KV
Αντίθετα με την παραπάνω περίπτωση, σε μία θεμελιακή γείωση όπου χαλκός και χάλυβας είναι συνδεδεμένοι ηλεκτρικά μέσα σε σκυρόδεμα, δεν παρουσιάζεται καμία διάβρωση, μια που μέσα στο συγκεκριμένο μέσον οι ηλεκτρολυτικές τους τάσεις είναι πάρα πολύ κοντά.
Προτείνεται ως υλικό ηλεκτροδίων στις θεμελιακές γειώσεις:
• χάλυβας γαλβανισμένος
Σε ηλεκτρόδια γειώσεως μέσα στο χώμα :
• χαλκός
• ηλεκτρόδια από χάλυβα με 1 mm επιχάλκωση ή επιμολύβδωση
• ανοξείδωτος χάλυβας τύπου V4A (μπορούν όμως να προκαλέσουν διάβρωση σε παρακείμενα χαλύβδινα μέταλλα ή σωληνώσεις.)
Ηλεκτροχημική διάβρωση
Έχουμε στις περιπτώσεις όταν:
> έχουμε βραχυκύκλωμα μεταξύ δύο γειωτών και όταν επιπλέον έχουμε
> ίδιο μέταλλο σε διαφορετικό περιβάλλον πχ σε χώμα και σε σκυρόδεμα.
> διαφορετικά μέταλλα πχ. σίδηρος και χαλκός.
> Όχι παράλληλη σύνδεση με γειωτές Cu ηλεκτροχημική διάβρωση Fe
Θεμελιακή Γείωση
Είναι αποδεκτή η κατασκευή θεμελιακής γείωσης με χάλκινα υλικά (ταινία - αγωγός - σφικτήρες) και γενικά η σύνδεση χαλκού - χάλυβα εντός σκυροδέματος.
Δεν πρέπει οι αναμονές που αφήνονται από την θεμελιακή γείωση μίας κατασκευής προς το περιβάλλον υπέδαφος (χώμα) να κατασκευάζονται από χάλυβα παρά μόνο από χαλκό. Π.χ. αναμονές προς το "ρολόι" της ΔΕΗ στην εξωτερική περίφραξη του κτιρίου. Εδώ ο ίδιος ο χάλυβας που στο σκυρόδεμα παρουσιάζει θετική ηλεκτρολυτική τάση διαβρώνει τον "εαυτό" του που στο χώμα έχει αρνητική ηλεκτρολυτική τάση.
Απαγορεύεται η απ΄ ευθείας σύνδεση υπόγειων παροχών κοινωφελών δικτύων, σωλήνων, κλπ. με τη θεμελιακή γείωση εφ' όσον αυτές είναι χαλύβδινες. Για τον παραπάνω λόγο είναι προφανές ότι ο χαλύβδινος σωλήνας θα διαβρώνεται με μεγάλη ταχύτητα. Το σωστό είναι η σύνδεση, όπου απαιτείται, να γίνεται μέσω σπινθηριστή αμέσως μετά την είσοδο του δικτύου εντός του κτιρίου ή εντός φρεατίου.
Δεν συνδέουμε υπογείως θεμελιακές γειώσεις γειτονικών κτιρίων με χαλύβδινους αγωγούς παρά μόνο χάλκινους.
Συμβατικές Γειώσεις (θαμμένες στο έδαφος)
Δεν συνδέουμε ποτέ χαλύβδινα ηλεκτρόδια γείωσης με χάλκινο αγωγό ανεξάρτητα του εάν έχουμε λάβει μέτρα προστασίας για το σημείο σύνδεσής τους (διμεταλλικά, πίσσα, κλπ). Η σύνδεση αυτή μπορεί να γίνει μόνον εάν ο χάλκινος αγωγός είναι επικασσιτερωμένος ή μονωμένος με ηλεκτρομονωτικό υλικό πχ PVC και επί πλέον το σημείο σύνδεσης τοποθετηθεί μέσα σε φρεάτιο και προστατευτεί με θερμή πίσσα.
Δεν πραγματοποιούμε ισοδυναμικές συνδέσεις γεφυρώνοντας άμεσα είτε στο έδαφος, είτε στο εσωτερικό κτιρίου,χάλκινα ηλεκτρόδια γείωσης με υπόγειους χαλύβδινους σωλήνες παροχών του κτιρίου (π.χ. φυσικό αέριο ή ύδρευση) ή το αντίθετο (χαλύβδινο ηλεκτρόδιο γείωσης με χάλκινους σωλήνες). Η ισοδυναμική αυτή σύνδεση πρέπει να γίνεται μόνον με τη χρήση σπινθηριστή.
Δεν επιτρέπεται οι αγωγοί καθόδου ενός ΣΑΠ (Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας) εφ' όσον καταλήγουν σε συμβατικό σύστημα γείωσης από χάλυβα, να εγκιβωτίζονται σε υποστηλώματα του κτιρίου.
