National Institute for R&D in Electrical Engineering ICPE-CA Bucharest, Romania www.icpe-ca.ro
A vörösréz és az S235J2G3 szénacél korróziója transzformátorolajokban Red copper and S235J2G3 carbon steel corrosion in some transformer oils Dr. LINGVAY József, RADU Elena, MITREA Sorina, dr. OPRINA Gabriela E-mail:
[email protected]
This work was financially supported by the UEFISCDI of Romania, under the scientific Programme PNII – contract PCCA 100/2014 Vekor Konferencia 2016 – Balatonfüred, 2016. április 19 - 21
Összefoglaló: Gravimetriás, XRF és SEM-EDS meghatározásokkal vizsgáltuk a vörösréz és az S235J2G3 gyengén ötvözött szénacél korrózióját különböző eredetű transzformátor olajokban. A kísérleti eredmények kimutatták, hogy a réz és a szénacél korrózióját a transzformátorolaj kéntartalma határozza meg. A forró (110±30C) olajokban, 700 órás kezelés után a kapott korróziósebességek 10-6 ÷ 10-7 g/h·cm2 nagyságrendűek. A szerves ként nem tartalmazó növényi eredetu olajokban a vörösréz és az S235J2G3 acél korróziója nem volt kimutatható, viszont a vörösréz lemez felületén passzív Cu2O védőréteg képződése volt kimutatva. Kulcsszavak: korrózió, transzformátorolaj, kéntartalom, réz, szénacél Key words: corrosion, transformer oil, sulfur content, copper, carbon stel Vekor Konferencia 2016 – Balatonfüred, 2016. április 19 - 21
Bevezető Transzformátorolajok: • ásványi (kőolajszármazékok); • észter alapú: – szintetikus észterek; – növényi észterek (általában trigliceridek) • szilikon. Elvárások: • jó dielektromos paraméterek (relatív dielektromos permmittivítás ˂ 3; átütési feszültség > 35kV/cm; kis dielektromos veszteségek tgδ ˂ 10-4); • vegyi stabilitás - a légköri oxigénnel ne oxidálódjon, a transzformátorokban használt anyagokat ne rongálja (papír, pamut, lakkok, gumi és/vagy egyéb tömítések stb.) és ne korrodálja (vörösréz, acél, alumínium stb.); • kicsi viszkozitás (˂ 30 cp)
A szakirodalom szerint a transzformátorolajak korrozív jellegét a kéntartalmuk és a szabad savtartalmuk határozza meg. Vekor Konferencia 2016 – Balatonfüred, 2016. április 19 - 21
A dolgozat célja: • Kisérletileg megvizsgálni egyes transzformátorolajak kéntartalmát és a vörösrézre, valamint a S235J2G3 szénacélra kifejtett korróziós hatását.
Vekor Konferencia 2016 – Balatonfüred, 2016. április 19 - 21
Kísérleti rész – anyag és módszer: A megvizsgált olajok:
A megvizsgált vörösréz
A megvizsgált S235J2G3 szénacél
Vekor Konferencia 2016 – Balatonfüred, 2016. április 19 - 21
Kísérleti rész – anyag és módszer: Gravimetriás, SEM mikroszkópiás (InspectF FEI microscope+INCA Energy 250 spektrométer EDS) valamint XRF (S8Tiger Bruker instrument) meghatarozasok. Berzelius pohárban, 100 g olajmintába, 4dm2 vörösréz fólia (30μm) illetve 0,5 dm2 szénacél lemez (0,2mm vastag) volt merítve és 110±30C- on 700 órán át tárolva egy MEMMERT UNB 400 típusú klímakamrában. • Kezelés előtt és után a fémpróbák merve voltak egy A & D Instruments Ltd által gyártott analitikus mérlegen; • Kezelés előtt és után a fémpróbák felülete SEM mikroszkopiával + EDS analízissel meg volt vizsgálva; • Az olajminták kezelés előtt és után XRF analízissel voltak megvizsgálva. Vekor Konferencia 2016 – Balatonfüred, 2016. április 19 - 21
Kísérleti eredmények: A gravimetriás meghatározások eredményei
Az olajminta kéntartalma és a kapott korrózió sebességek
Vekor Konferencia 2016 – Balatonfüred, 2016. április 19 - 21
Az oljminták kén, réz és vastartalma a hőkezelés (700 óra – 1100C) után
SEM mikroszkópiás meghatározások
Olajban nem kezelt rézfólia
O1-ben kezelt rézfólia
O2-ben kezelt rézfólia
O3-ban kezelt rézfólia
EDS meghatározások a rézfólia felületén
Olajban nem kezelt acéllemez
O3-ban kezelt acéllemez
O3-ban kezelt acéllemez
EDS meghatározások az acéllemez felületén
Következtetések: Gravimetriás, XRF és SEM-EDS maghatározásokkal volt vizsgálva a vörösréz és az S235J2G3 szénacél korróziója transzformátorolajokban. A kísérleti eredményekből levont főbb következtetések: •700 órás 110 ± 30C kezelés közben csak az ásványi eredetű olajokban volt kimutatható a vörösréz korróziója (2,22 •10-7 és 1,8 •10-6 g/h•cm2 – az olaj kéntartalmától függően); •az S235J2G3 szénacél korróziója csak a 0,15% ként tartalmazó O3 olajban volt kimutatható (1,63 •10-5g/h•cm2); •a korróziós termékek számottevő része az olajban van diszperzálva – a femfelületeken csak nyomokban voltak kimutathatók a kénvegyületek; •a ként nem tartalmazó növényi eredetű olajokban a rézfólia felületén Cu2O film képződik Vekor Konferencia 2016 – Balatonfüred, 2016. április 19 - 21
This work was financially supported by the UEFISCDI of Romania, under the scientific Programme PNII – contract PCCA 100/2014 Vekor Konferencia 2016 – Balatonfüred, 2016. április 19 - 21
