조가선의 부식

조가선의 부식

 

1. 조가선의 부식 및 마모원인

(1) 대기 노출에 의한 전체 부식

(2) 타 부품과의 접촉부분이 마멸 손상

(3) 접속금구나 지지금구의 가선 진동에 따른 균열, 손상, 열화

2. 아연도강연선의 경년 열화

아연도금강연선은 시간이 흐름에 따라 다음과 같은 부식 단계를 거치게 된다.

․제 1기 : 아연도금층이 소실될 때까지의 시간

․제 2기 : 강선의 부식이 진행되는 기간

연선을 구성하는 외층과 심선의 부식 피해를 비교하면, 당연 외층선이 심선보다 조기에 피해를 받게 된다.

또, 같은 외층에서도 비, 바람이 직접 접촉하는 외면은 심선과 접촉하는 내면보다도 단기간에 제 2단계에 도달한다.

3. 아연도강연선의 아연도금층의 부식(제 1기의 부식)

제 1기의 부식피해는 아연도금층의 피해이기 때문에 제 1기의 진행 중에는 강선의 강도저하를 발생시키지 않는다(도금층의 내용 연수가 문제가 된다).

제 1기는 연선의 사용환경에 지배되고, 사용 환경이 동일하다면 도금의 부착량에 비례하여 내용 연수가 증가한다.

사용환경에 따른 아연의 부착량을 나타낸 것으로 조가선의 아연 부착량을 175[g/㎡]로 하면, 그 아연 내용연수는 공업 지대에서 약 6～8년, 중공업 지대에서는 이보다 짧고 전원 지대에서는 길게 된다.

4. 아연도강연선의 부식(제2기의 부식)

제 1기의 부식으로서 아연도금층이 벗겨지고 강선이 대기중에 직접 노출되면서 제 2기의 부식, 즉 강선의 부식이 일어나는 시기이며 염수, 담수, 대기 중에 대하여 노출연수와 강선의 부식량이다.

5. 아연도강연선의 내식성

아연도강연선의 내식성은 정량적인 명확한 데이터는 없으나 일반적으로 다음과 같이 구분하고 있다.

금속종류별 내식성

구분	아황산 가스	유화수소가스	3(%0염수	염소가스
아연도금강연선	E	B	D	E
동계전선	C	D	B	E
알루미늄계 전선	B	A	C	E

A : 부식되지 않음. B : 약간 부식. E : 어느정도 부식. C : 부식.  D : 심한 부식

(1) 부식피해는 사용환경에 따라 큰 영향을 받게 된다. 특히 공업지대 등의 부식피해는 현저하게 증가한다.

(2) 조가선의 대기노출에 의한 전체부식 외에 지지점, 행거 개소, 커넥터 개소 등의 타 부품과의 접촉부분이 가선진동 등에 따라 마멸손상을 발생시킨다. 즉, 사용부위(지지점, 행거점, 접속점 등)의 사이에 따라 그 부식피해에 차이가 있다. 특히 기계적 마모 현상이 가해지는 위치에서는 부식과 마모에 따라 그 피해는 증가 한다.

따라서 전선의 전체 부식상태 확인과 약점 개소의 가닥 절손의 유무 확인(필요에 따라 첨선, 교체 조치)과 연선의 잔존 바깥지름의 측정이 필요하다.

(3) 접속 금구․지지 금구도 대기에 노출되면 부식되며 가선 진동의 누적으로 금구가 균열․손상되어 보다 더 열화된다.

6. 조가선의 중점 점검사항

(1) 선조의 전체 부식상태 확인

(2) 약점 개소의 소선절손 유무 확인

(3) 부식, 손상, 균열 등의 확인  

 

 

7. 이종금속의 접촉부식

 

1). 정의

도시철도의 전차선설비를 시설하다 보면 금구류와 전차선 및 조가선 등을 지지하기 위해서 부득이 하게 두 종류의 금속이 접촉할 수가 있다. 이러한 두 가지 이종금속이 접촉하고 있는 개소가 염분 등 전해질의 용액에 접촉하면 그곳에 국부전지가 형성되어, 그 용액 중에서 금속의 전극 전위에 따라서 마이너스(-) 전위가 높은 금속이 양극으로 되어 용액 중에서 용해하여 부식한다.

접촉 부식량에 의한 부식량은 그 경우의 부식 전류량과 비례 관계가 있고, 그 원인으로 되는 것은 전극의 전위차다.

전극 전위차가 큰 금속, 즉 전위열에서 금속 상호간에 서로 떨어져 있는 정도가 큰 것이 접촉 부식이 심하게 된다.

예를 들면, 알루미늄과 동이 조합된 알루미늄의 부식량은 철과 동이 조합된 경우의 철의 부식량보다 크게 된다.

또, 알루미늄과 동의 슬리브에서 중간 금속으로 주석 합금을 사용하고 있으나, 주석은 알루미늄과 동의 중간의 전위가 되기 때문에 이것이 게제된 것에는 각각의 전위차가 적어 부식이 경감된다.

실제로는 각종 금속체는 표면에 산화 피막이 형성된다든지, 표면이 부식으로 생성된 생성물로 피막되어 있다든지 하는 복잡한 현상을 나타내고 있는 경우가 많아, 꼭 전위차에 비례하지는 않지만 원칙적으로는 이와 같은 경향을 나타낸다.

2). 이종금속의 접촉부식 원인

(1) 수분의 부착, 온도의 영향

이종금속의 접촉부식은 국부전지작용(일종의 전기분해작용)이기 때문에 수분이 없으면 절대 부식은 발생하지 않지만, 대기 중에 노출되어 있으므로 수분의 부착이나 온도에 영향을 받지 않을 수 없다.

(2) 부식환경의 영향(염수 : 해안지구, 아황산수 : 공해지구)

부착수분의 성질, 예를 들면 염수(해안 지방), 아황산 수(공해 지대) 등에 따라 물의 도전성이 높게 되고, 또 그 농도에 따라 부식은 상당히 빨라진다.

(3) 온도조건(20℃가 넘으면 2배가 빠르다)

온도가 높으면 부식이 빨라지고, 온도가 20[℃] 높아지면 부식속도는 약 2배가 된다. 연간 기온이 높은 개소 또는 전류 등에 의하여 온도가 상승하는 개소는 주의가 필요하다.

(4) 분진의 부착

분진이 부착되면 습기를 먹고 또 분진의 성분이 습기에 용해된다.

3) 부식의 방지방법

(1) 이종금속 접촉부위에는 수분이 모이지 않는 구조로 한다.

(2) 이종금속 간 절연한다.

국부전지의 전류를 차단시킴으로서 부식을 방지한다.

(3) 중간금속을 삽입한다.

중간금속을 삽입함으로써 이종금속 상호의 전위차를 감소시켜 부식을 감소시킨다.

 

(4) 전극 전위가 상호 접근된 것을 선정한다.

(5) 접촉면적을 적게 한다.

상대 전위와의 부식정도

상대 전위차	부식측 금속의 부식 정도	부식정도
0 ～ 0.2	거의 부식되지 않는다	A
0.2 ～ 0.8	약간의 부식이 진행된다	B
0.8 ～ 1.2	심하게 부식된다	C
1.2이상	조합이 불가능 하다	D