Борьба с электро-коррозией при соединении алюминия с медью

[bagayama]

Собственно хотелось бы обсудить такой уже набивший оскомину вопрос как соединение алюминия с медью, но не в стиле "это нельзя", а в стиле "что за процесс происходит при контакте алюминия и меди", т.е. подробную теорию вопроса, скорость и последствия этого процесса и способы борьбы с ним.

Сам я этим заинтересовался из своих, так сказать, "корыстных побуждений", обсуждение если пойдёт, поясню, ну вообще вопрос в технике актуальный, начиная с механики и заканчивая сантехникой.

Есть у нас теоретики?

[Bagis]

Есть у нас теоретики?

Чего-чего, а этого добра у нас хватает 

Тут ведь что главное? Правильно, главное как именно соединять. Вон радиаторы для охлаждения процессоров уже давным-давно делают комбинированного типа, а именно - спрессовывают медь с люминем и живёт это дело вполне беспроблемно. Это значит что? КМК, без попадания воздуха вполне себе устойчивая связка. Так что, опять же, КМК, в вагах с пастой, вообще всё должно быть шоколадно. Тем паче там нет прямого контакта меди с алюминием. Однако, ты совсем недавно рассказывал, что имел проблему как раз с подобной вагой. Это странно, учитывая то что я подобных проблем никогда не имел, соединяя медь и люминь, используя различные клеммники вообще безо всякой смазки. 

Поэтому поясняй что там у тебя за корысть

[Manul]

КМК, без попадания воздуха вполне себе устойчивая связка

Не, без попадания влаги.

Влага + соединение люминь и медь = гальванопара -> сильнейшая коррозия и разрушение одного из проводников.

[bagayama]

Видишь ли, я не химик и знания по этим вопросам находятся где-то на уровне забытой школьной программы, потому и интересно мнение подкованных товарищей.

Немножко тут почитал в сети по теме и похоже что интуиция меня не обманывает... 

Стандартным вариантом замены прямого контакта меди и алюминия является соединение их через третий металл, но и третий металл не простой (железо не пойдёт), цинк, либо напр олово.

Иначе будут проблемы... Какие? Вот давайте посмотрим. Стандартным ответом для электрика будет - контакт будет греться, подгорать.

В следствие чего? Тут начинаются интересные ответы - типа вот мол у алюминия поверхность покрыта оксидом алюминия, у него плохая проводимость - потому мол контакт и греется. Сразу возникает вопрос - а когда два покрытых слоем оксида алюминия провода контачат между собой в нормальной скрутке, опрессовке, они не греются? Вроде нет, так и просто два скрученных нормально АL и Сu провода не греются, а греться начинают только иногда.

Другие говорят, вот мол у этих металлов разная химическая активность ... э, вот потому всё и происходит.

А третии говорят, при соединении разных по электрохимической активности металлов образуется гальваническая пара и под воздействием электрохимической коррозии происходит разложение более активного металла.

Вот теперь смотрим что такое электрохимическая коррозия...

[volkodav]

Вот такое вычитал:

Почему соединять медные и алюминиевые провода напрямую категорически запрещено? Алюминий – металл с высокой окисляемостью. Это процесс образования на его поверхности окисной плёнки, имеющей очень высокое сопротивление, что естественно не может не сказываться на токопроводимости такого соединения.Медные провода менее подвержены окислению, вернее, окисная плёнка на них имеет гораздо меньшее сопротивление, чем окисная плёнка на алюминиевых проводах, поэтому на токопроводимости это сказывается очень незначительно.Поэтому при соединении медных и алюминиевых проводов электрический контакт фактически происходит через окисные плёнки меди и алюминия, имеющие разные электрохимические свойства, что существенно может затруднять токопроводимость в этом месте соединения.На улице, под влиянием атмосферных осадков и прохождения через соединение электрического тока происходит процесс электролиза. Результат – образование в месте соединения раковин, нагрев и искрение контактов – повышенная  пожароопасность соединения.

[dimp]

ну теория процесса тут https://www.google.ru/url?sa=t&rct=...568121,d.bGE

вот и смотри про электрохимическую кстати с цинком тоже не айс

[Alice Tracy]

Вот такое вычитал:

Тогда, как правильно заметил name="bagayama", соединение 2 алюминиевых проводов вообще не имеет права работать, по определению.А ну как пересчитать количество людей, живущих с советскими алюминиевыми скрутками?

"это нельзя"

Для меня это уже аксиома (по определению не требующая доказательств кстати), но я при своем ремонте находил скрутки жесткого алюминиевого провода с медным многожильным, и просто скруток, и соединений по винт в розетках. И нигде я не замечал оплавленной или почерневшей изоляции.

[dimp]

вот Макс и проверил теорию с третьим элементом, не буду цитировать @Manul - это вода (влага)

[Bagis]

Не, без попадания влаги.

это вода (влага)

Ну пусть так. Хотя в воздухе этой влаги, в нашем климате так точно, тоже завались. 

А есть ещё гремучая смесь - агрессивные, даже не знаю как правильно назвать, пусть будет среды. Конкретно имею ввиду свою особую атмосферу на перекачках продуктов жизнедеятельности человека. Ну вы поняли о чём я Вот там вообще пипец. Как раз сегодня был на одних очистных. В следующий раз, а это должно быть уже довольно скоро, сфоткаю во что там превращаются медные шины. Алес. Гниёт и окисляется всё с офигительной скоростью. Там даже нержавейка ржавеет на раз

[volkodav]

Для меня это уже аксиома (по определению не требующая доказательств кстати), но я при своем ремонте находил скрутки жесткого алюминиевого провода с медным многожильным, и просто скруток, и соединений по винт в розетках. И нигде я не замечал оплавленной или почерневшей изоляции.

Для меня это аксиома на практике почти 40-летней давности, когда я соединил перебитый алюминиевый провод медной перемычкой и потом удивлялся, что оплетка в этом месте оплавилась . Но там была "силовая" линия, а если нагрузка не высока, то греться будет, но не сильно. А под винтом, так вообще нет прямого контакта.

[bagayama]

Ну вот, электрохимическая коррозия... Опишу что понял. При контакте меди и алюминия образуется гальваническая пара с напряжением между металлами 2 В, при погружении зоны контакта в электролит за счёт этого положительно заряженные атомы алюминия начинают переходить в электролит, а электроны переходя через зону контакта в медь и далее в электролит образуют отрицательно заряженные ионы воды, при этом на меди как следствие выделяется водород. В результате алюминий начинает разрушаться, переходя в окислы или соли в зависмости от состава электролита. Интересно то что разрушение идёт не самого контакта, а зоны алюминия возле него. 

Атмосферная коррозия, без присутствия электролита, действует по похожему принципу, но скорость её микроскопична.

Повышение температуры увеличивает скорость коррозии.

Всё правильно, нет возражений, комментариев?

Изменено 21 января, 2014 пользователем bagayama

[dimp]

ага - именно разрушения самого алюминия, как только образовался первый слой этих солей (оксида )  начинается нарушаться контакт и начинается нагрев что ускоряет реакцию

[bagayama]

Ладно, теперь раз ясна ситуация, смотрим способы борьбы с коррозией.

Во-первых, напрашивается вариант изолировать соединение с окрестностями от внешей атмосферы/электролита (таже кварце-вазелиновая паста, плюсом будет микрозачистка контакта при механическом соединении).

Во-вторых, мне кажется что если шунтировать контакт другим проводником, то электрохимическая коррозия будет сравнима с атмосферной: напряжение гальванической пары на контакте уменьшается и соответственно уменьшится число образующихся ионов алюминия в электролите.

Возражения?

[bagayama]

Раз нет возражений, значит будем считать предложения верными.

И перейдём к практике: вышеупомянутым требованиям будет отвечать СИЗ накрученный на промазанную вазелином скрутку алюминиевого и медного провода.

Я вообще считаю недооценёнными свойства такого соединителя как СИЗ (соединительные изолирующие зажимы, или "колпачки"). По быстроте монтажа и простоте операций он легко поспорит с Wago, при этом имеет плюсы в цене до десяти раз, в универсальности и надёжности.

Ребристая спираль обеспечивает идеальноё сдирание оксидных плёнок на жиле, коническая форма обеспечивает мощный прижим - в результате образуется непосредственный контакт материалов жилы и спирали в отсутствие газа, что обеспечивает его качество, и фиксируется контакт жил между собой (отсутствие фиксации контакта послужило основной причиной отказа от "простых" скруток). Особых требования к прямизне концов жил нет, пластиковый колпачок изолирует соединение в купе с изоляцией жил, возможена разборка/повторная сборка соединения, небольшой габарит - чем не идеальный клеммник.

[Bagis]

чем не идеальный клеммник.

Ну, габарит уж точно не меньше ваги

Цена, у нас, на хороший сиз сопоставима с ценой на вагу.

КМК, нужен некоторый опыт по их накручиванию. Опять же, КМК, с вагами проще

[bagayama]

КМК, с вагами проще

Серёга, тебе тоже кажется излишней такая брутальность - накручивать с некоторым усилием колпачёк на скрутку?

Конечно политкорректнее по нынешним компьютерно-ориентированным временам коннектить соединения двумя пальчиками.

габарит уж точно не меньше ваги

У габарита есть обратная сторона медали - он же радиатором в случае чего является, так что микроскопией заниматься надо только при малых токах.

[Evgenik]

С интересом следил за электрохимической нитью темы с ионами и электронами и прочей химией,а она соскочила на банальные ваги и СИЗы.

[bagayama]

А зачем иначе теория, как не практику поддерживать?

[Bagis]

Серёга, тебе тоже кажется...

Костя, так тут речь не обо мне. Нужно беспристрастно сравнивать конкурентов  

так что микроскопией заниматься надо только при малых токах.

А под большие токи нужно отдельные линии кидать, тогда точно проблем не будет

А вообще, предлагаю компромисс: сизы - на розетки, ваги - на свет. Идёт?

[bagayama]

Отсутствие унификации должно быть серьёзно обосновано. Скажем "шлейфовать" большое количество потолочных светильников с сопливыми гибкими проводами через Ваго 224 (ответвлением) вполне логично.

следил за электрохимической нитью темы ... а она соскочила

Так надо поддерживать тему, а то дискутируем втроём...

С СИЗами там есть один момент: не ясно покрытие спирали. Где не смотрел - "анодированная коническая..." и всё. А это важно. Вон тут Dimp упоминал что цинк тоже "не айс" - как раз потому что он тоже сильную гальваническую пару образует с медью. По логике вещей покрытие должно быть либо "никель", либо "хром". Никель с алюминием "не айс", а вот хром - в самый раз. Вот думаю проверить на практике, типа несколько скруток с СИЗом в воду положить с разным погружением (контакт с кислородом) и на батарею, если руки дойдут...