Undvik galvanisk korrosion på säkert sätt

[forgus31 139]

Läste i senaste På Kryss ett bra sätt att undvika galvanisk korrosion orsakad av ansluten el-jord från landström utan att använda isolertransformator.

Det har diskuterats en hel del om detta på MG och en del har undvikit att ansluta jordledaren i båtens elsystem. En ansluten jord riskerar att fräta onödigt på metalldelar under vattenlinjen då jord från landström kan ha flera Volt i förhållande till vattnet där båten ligger. Dessa volt blir i saltvatten en elektrolysbad och material kommer att vandra iväg som metalljoner ut i vattnet. Oftast från propeller och drev som kan försvinna under en säsong om man har otur..

http://www.sxk.se/tekniska/btf/el/LandstrInstR3.pdf

Detta sätt känns rätt och i korthet ansluts jordledaren från landströmmen till kopparplåt under vattnet via skruv genom skrovet. Jordfelsbrytare 10 mA kan räcka för att klara brytning om varmvattenberaderen får dålig isolering i el-värmeslingan.

Det är ganska vanligt att isoleringen i värmeslingan blir försämrad och leder över ström till vattnet och vidare till motor och drev/propeller. En 10 mA jordfelsbrytare kan upptäcka detta och felet kan härledas till beredaren så att den kan bytas ut.

När båten är i vattnet går alltså jorden från landströmmen ned i vattnet via kopparplåten.

När båten står på land ska jordledaren kopplas om så den går in i båtens 230-volts elsystem.

Det här ersätter nästan isolertransformator som är stor, tung och dyr.

 

[Anders_St 74]

i korthet ansluts jordledaren från landströmmen till kopparplåt under vattnet via skruv genom skrovet.

Ooops!  Fel! Om du läser schemorna så ansluts INTE jordledaren från landströmmen någonstans sålänge båten är i vattnet! Då är jordledaren från landströmmen oansluten. Säkerheten garanteras då av jordfelsbrytaren.

Däremot så ansluts jordblecken i alla uttag i båten till en kopparplåt för jordning via vattnet hela tiden.

Men. Min fundering: Om det är tillåtet att dra ner en förlängningskabel med jordfelsbrytare i en båt som helt saknar fast landströmsinstallation. Varför får man inte göra motsvarande installation1) som en fast anläggning? Då slipper man dessutom risken att glömma ansluta jordningsblecket när man tar upp båten på land?

1) Motsvarande installation är alltså landströmsintag <-> jordfelsbrytare <-> jordade eluttag med jordbleck anslutna till landström men ingen annanstans.

Senast ändrad av Anders_St | 04 december 2010 | 11:35

[forgus31 139]

Oj då - tur att det finns de som korrekturläser mig.

Visst är det galet att hjälpa elverket att få till en bra jordning. Jordplåten ska förstås anslutas till båtens elektriska.

 

[Seawolf 379]

Den stora skillnaden mellan att ha egen jordplatta i båten för de ombordanvända elapparaterna i stället för att sådanas skyddsjord är ansluten till landkabelns skyddsjord är t.ex. för elpatroner för värme eller varmvatten.

a) Varmvattenberedaren har via varmvattnet kontakt med motorn (om den är ansluten för motorvärme). Då orsakar landskyddsjord korrosion

Om man har en elpatron för vattenburen värme och samtidigt t.ex. en dieselvärmare, så kommer man via minus12V att få en anslutning mellan landskyddsjord-värmevatten-12V-motor-drev/propeller.

Det är för sådana installationer SXK-lösningen undviker korrosionsproblem.

Se även http://www.batteknik.se/landstrom/elcentral.html

 

[Anders_St 74]

OK det var bra argument för en yttre jordplatta.

 

Vad gäller koppling varmvattenberedare <-> kylvatten <-> motorblock så har jag försökt räkna lite på det. Kylvattnet går via icke-ledande gummislangar så det är bara vattnet som leder. Det kan inte bli många milliampere.

Teoretisk beräkning:

1 m kylvattenslang med 15mm innerdiameter
Ledningsförmåga saltvatten 5 Siemens per meter = 0.2 ohm meter. (Har inte hittat några värden för glykolblandning.)
Då får jag kylarslangens motstånd till 1130 ohm. Om den är fylld med havsvatten.

230V över 1130 ohm blir 200 mA. MEN jordpotentialfelet rör sig om max 5-10 V så vi pratar max 8-10 mA jordfelström p g a vv-beredare. Och man har bara galvanisk korrosion de timmar/dagar på säsongen landströmmen är ansluten.

[Edit 2010-12-14; saltvatten torde vara en mycket bättre ledare än glykolblandning så strömmen borde bli väldigt mycket mindre än så.]

Min slutsats är att galvanisk korrosion från läckageström från  vv-beredare torde vara marginell jämfört med det slitage och korrosion man ändå får på drev under säsongen. Om man är noga med att dra ur landströmmen när den inte behövs.

Någon som har andra åsikter eller påpekar att jag tänkt fel nånstans? Skulle iofs vara intressant att prova det hela i praktiken. Lägga några volt på vv-beredarens jordbleck o mäta strömmen mot havsvattnet.

Senast ändrad av Anders_St | 14 december 2010 | 15:44

[Funkis 143]

Har också funderat över det här med ledningsförmåga. Håller spontant med om att det torde vara en relativt liten ström som kan ta denna väg...  även i glykolblandning?

I min båt så har jag dessutom sådan tur att axeltätningen är så bra centrerad att propelleraxeln har noll kontakt med båtskrovet ( som är av stål ) Jag har dessutom en flexibel gummikoppling mellan motor och axel. Ingen som helst elekriskt kontakt där alltså!

Men det finns ett annat skäl som torde vara viktigare för att motivera att dra ur sladden till varmvattenberedaren? Ett allmänt försiktighetsskäl? En beredare är av ganska enkel konstruktion och det KAN hända att ev överhettningsskydd eller överbelastningsskydd inte är i funktion. Då intäffar att man ligger med landström och har en 400-800 Watts doppvärmare inkopplad utan att det finns möjlighet att leda bort värmen? Inte bra på sikt...

Adderas en liten risk för korrosion så talar allt för att dra ur proppen till vv-beredaren - utom just när du vill ha värme! En del drar även ur ev 230V matning till sin värmaranläggning...

[Funkis 143]

Funderade lite över Seawolfs - i övrigt mycket bra inlägg - ovan.

Men i hans fall   så verkar det förutsätta att båtägaren har gjort en slinga för varmt vatten för värme som även går via motorn? Det torde vara relativt ovanligt då det är lite meckande för det?

Å andra sidan har jag själv just en sådan slinga, via en manuell shunt. Och jag kommer att se över min nya motors zink-anod väldigt ofta har jag tänkt, just av detta skäl. Fast jag förväntar mig inte stora problem helt enkelt. Men bättre kolla än råka ut för korrosion!

[Tolly 0]

När det gäller frågan om isolertransformator eller ej, så är det nog så att en isolertransformator löser alla landströmsproblem vad gäller eventuella korrosionsrisker. Om man sedan väljer att lösa frågan på annat sätt  är ju upp till var och en.

För egen del specialbeställde jag en lös 230-230V/ 2300VA isolertransformator från en transformatortillverkare för c:a 2000kr och byggde in den i ett skåp och har sedan 4 år använt den i segelskutan jag har. Fungerar utmärkt.

I USA-katamaranen jag seglade hem i somras har jag gjort likadant vad gäller isolertransformator för 230-110V delarna, medan jag väljer att köpa en komplett och färdig 230-230V isolertransformator för utebruk från Båtaccenten i Stockholm, för 230V-installationerna.

Det handlar om runt 3000kr och ungefär 15kg per transformator, för att slippa hålla på att fundera ut kluriga lösningar för att slippa landströmskorrosion. Med tanke på vad man kan lägga ut på båten i övrigt så ser jag detta som en marginell kostnad, speciellt också som det bör vara en engångskostnad.

[Anders_St 74]

Håller med om isoleringstrafo, lite beroende på båtstorlek och hur mycket jobb man vill lägga ner. Mindre båtar under 20-25 fot kan ha svårt med plats och vikt.

Simplaste landströmmen är ju fortfarande att bara dra ner en förlängningskabel i båten vid behov. :-)

[Seawolf 379]

Man skall inte förväxla galvanisk korrosion med den som uppstår från spänning från skyddsjord från land. Den senare skapar alltid problem även då den ström den orsakar passerar geno vattnet i vattneburen värme, respektive genom varmvattenet från varmvattenberedaren. Skyddsjordspänningen från land varierar mellan olika platser, och från tid till annan beroende på elnätsbelastningen på land för olika tider, dagar, årstider och utbyggnadstillstånd. Att mäta att den är liten vid visst tillfälle är ingen trygghet.

Beträffande vattenburen värme kan korroderande ström från landskyddsjorden ta två olika vägar:

a) Från elpatronhölje-värmevatten-motorkylsystem (ev. via metallisk värmeväxlare)-propeller/drevsystem.

Från elpatronhölje-värmevatten-dieselvärmarhölje-minus12V-motor--propeller/drevsystem.

SXK-lösningen kan alltså minimera dessa korrosionsrisker utan att man behöver köpa en tung och dyr isolertransformator. (Isolertransformator är dock alltid ännu bättre, men skall även den ha en jordplatta eller dylikt för att vara rumsren. Och även den skall ha 10mA jordfelsbrytare för att medge uttag i t.ex. pentry eller duschrum i båten). Som sagt, se:

http://www.batteknik.se/landstrom/elcentral.html 

 

[Thomas-1 311]

Hittade till slut en uppgift på ren glykols ledningsförmåga enl bilden. Anders exempels enmeterslang med arean 1,77 x 10^-4 m^2 (enligt (7,5x10^-3 m)^2 x pi), skulle då ha resistansen 64,2 kohm (enligt 1/ (8,8 x 10^-3 x 1,77 x 10^-4), se wikilänken).

Verkar ju vara betryggande hög resistans som ger mycket låg galvanisk korrosionsström, 0,16 mA vid obalans 10 V.
Framgår iofs inte vad vattenblandad glykol har för konduktivitet men överst i uppsatsen framgår att skälet till experimentet är just kylsystem, så skulle vattenblandningen avvika radikalt så skulle väl detta framgå i texten? Fältstyrkan är ju ganska extrem i experimentet och enligt beskrivningen behövs energi för att få loss joner, så kanske leder glykol knappt alls vid aktuell fälststyrka 10 V/m ??
Enl. wikilänken är konduktiviteten för sötvatten 1 x 10^-3 S/m, alltså lägre än ren glykol. (Resistans 5,6 Mohm, 1,77 mikroampere vid 10V obalans.)

Föreslagen praktisk slutsats; har man en motsvarande glykol- istället för havs-vattenslang kan man alltså låta sladden - konservativt räknat - sitta i minst 62 gånger längre tid för samma korrosionsskada, allt annat lika. Om jag räknat rätt alltså?

http://iopscience.iop.org/1742-6596/142/1/012059/pdf/jpconf8_142_012059.pdf    
http://sv.wikipedia.org/wiki/Konduktivitet

/ Thomas

Senast ändrad av Thomas-1 | 14 december 2010 | 15:31

[Anders_St 74]

Nu börjar nivån på inläggen likna nåt!

Fler kommentarer av hugade elektro eller kemi-ingenjörer/forskare?   :-

[Thomas-1 311]

Ha ha, blev väl lite krystat. Men skillnaden mellan glykol- och havsvatten-slangars ledningsförmåga är intressant praktiskt, tror du håller med? 

Kan inte hjälpa att farbror google bara har såna här tillkrånglade svar i ämnet, men men.

Någon konkret synpunkt på föreslagna slutsatsen ifrån någon kunnig, kan resistansen faktiskt bli lägre vid normalt båtbruk?
/ Thomas

 

[forgus31 139]

Jag är ledsen att jag började tråden så taffligt.

När man väl lagt in en trådbörjan är det visst omöjligt att ändra. Rubriken skulle ju ha varit

Undvik elektrolyisk korrosion på säkert sätt.

Jag missar ofta de två konkurrerande korrodanterna.

Galvanisk pga materialskillnader, t.ex aluminium och rostfritt. Aluminiumen äts upp.

Elektrolytisk pga pålagd ström som flyter. T.ex felkopplad laddare, varmvattenberedare med landtröm.

När jag mätt motståndet i kylslangar har jag fått värden som liknar de teoretiska uträkningarna. Om jag minns rätt rörde det sig om några kOhm. Hade ett inlägg för några år sedan men hittar inte det.

Är ändå försiktig med sladd i stolpe då jag tycker mig märkt skillnad på zinkåtgången på S-drevet beroende av hur mycket elstolpe det blivit..

[Seawolf 379]

Det finns ett antal båtägare som har fått korrosionsskador av obalansspänningen från landströmsjord. En av vägarna det kan uppstå är genom värmevatten i ett vattenburet system, ett annat är varmvattenberedare. Antagligen kan man minska problemet med att bara använda destillerat vatten och glykol.

Talesättet Dont argue with success kan vändas till  Argumentera inte emot faktiska skador

Hur som helst, vare sig storleken på problemet är är litet eller stort, så är lösningen att inte behöva koppla landströms-skyddsjorden till båtens egen skyddsjord.Antingen gör man det med en isolationstransformator (bäst) eller med lösningen http://www.sxk.se/tekniska/btf/el/LandstrInstR3.pdf  (bra)

 

 

 

[Anders_St 74]

Nackdelen med teoretiska modeller är att de är just teoretiska och utgår från antaganden. Det är alltid verkligheten som gäller. Och i verkligheten kan ström slinka iväg på de mest konstiga vägar som man inte tänkt på. Just för att man inte kunde föreställa sig att det kunde gå på det viset.

Finns en Dilbert-strip om detta.

Dilberts chef: jag vill ha en fullständig lista över alla okända faktorer på mitt bord imorgon bitti!

:-)

 

[Thomas-1 311]

Jo, teori i all ära men verkligheten gäller ju naturligtvis alltid!
Kul att forgus redan mätt praktiskt, och att resultatet verkar någorlunda likt min teori ovan. (Använde ju f.ö själv fel begrepp, elektrolytisk korrosion skall det vara.)

Men nog måste man börja med att ha nån sorts teori, nån idé om hur man skall fixa/koppla etc?
Att slumpmässigt flytta koppla osv är ju knappast rimligt. Varför t.ex. Anders saltvatten-teoretiska motståndsuträkning är intressant är väl för att den gör ev praktiska prov mer förutsägbara. Finns sen praktiska exempel på exakt samma tillämpning som min planerade stärker det saken enormt. Men innan dess ... ?

Att ha en idé/teori och att sen prova den försiktigt praktiskt brukar väl ofta vara en framgångsrik väg? Eller ... ?
/ Thomas
 

[Gäst Kalman]

Visserligen inte uppmätt i en båt men det handlar om potentialskillnad pga olika jord.

Vår g:a elektriska varmv.beredare har fått gå hädan. Den läckte ström så att jordpotentialen i det rinnande vattnet jmf med elsystemets jord skillde på ca 40 V~.

Vid ett fakirtest satte mätarens ena prob i ett litet sår i fingret samt fötterna på det det blöta badrumsgolvet, gjutjärnsavlopp med jordtråd, mätaren ställd på området för micro (ej milli) amper så fick jag ca 50 micro amp genom kroppen. Tillräckligt för att det kittlades i fingret. Detta pga direktkontakt under huden som isolerar rätt bra. (20 milliamp genom hjärtat dödar!!) När jag satte en batteristartkabel mellan järnröret för vattenledningen samt jordtråden i elsystemet så fic de 40 Volten att blixtra ordentligt och strömmen var ca 5-10 mA. Nu är det borta för läckaget kom bakvägen från varmv beredaren alltså.

Det jag vill ha sagt är att så som jag ser det borde varje båt med landanslutning ha en liten kopparplatta, samt!, stolparna på bryggan skall ha sin jordledning ner i vattnet. Då finns det inga potentialskillnader mellan jorden någonstans längre. Om vattnet har samma potential överallt så slipper dessutom krypströmmar som en badande kan råka simma in i. Sånt lär ju ha hänt.

Det kan bli så i framtiden kanske när Överbeskyddarverket  glömmer paragrafer och ser till hur det fungerar i praktiken istället och tilräckligt många skador, olyckor har uppstått pga den allt vanligarelandströmmen samt alla felkopplingar. Hela vårt elsystmen med samma tråd för nolla-skyddsjord är ju helgalet och en gammal kvarleva. Bara för att vi en gång hade Asea. Vi är inte världsbäst på el.

(PS, alla är kanske inte bevandrade i enheter. Det går 1000 micro amper på en milli amper och 1000 milli amper på en amper. Så en micro är alltså en miljondels amper!)

[Seawolf 379]

En detalj, liten men viktig: Det är väldigt svårt att via en jordning till vattnet vid ett brygguttag få bort obalansspänningen i landströmsjorden.

Orsaken är att det är mycket lägre impedans i den gröngula skyddsjordledningen än i vattnet, vilket gör att det enda som händer när man ökar brygguttagets jordyta mot vattnet är att strömmen i landskyddsjordledaren ökar. Spänningsskillnaden blir kvar.

 

[Eilean 3]

Angående glykolblandningars ledningsförmåga:

Jag har ett vattenburet värmesystem ombord som dessutom har en elpatron i systemet. Ursprungligen kopplad så att dess hölje var jordat via landströmsjorden.
Allt var frid och fröjd i flera år.

Men så kopplade jag in gångvärme i systemet meddelst en värmeväxlare där värmekretsens glykolblandning mötte motorns kylvätskeblandning via värmeväxlarenjs metallväggar. I övrigt var installationen identisk.
Nu brakade helvetet löst!

På mindre än 6 månader försvann propellerns jätteanod och propellerbladen fick stora, men inte fatala korossionskratrar. Jag hade tur i och med att jag av andra skäl lyfte båten efter just 6 mån och inte med det vanliga intervallet på 12 månader. Vid det laget hade min fina, dyra, flöjlande propeller för över 30.000 varit skrot! Nu klarade den sig med blotta förskräckelsen.

In satte jag utan diskussion en isolationstrafo och därmed var problemet löst. Hade det skett idag hade jag naturligtvis använt mig av den av Seawolf rekommenderade metoden.

Konklusion - analysera gärna olika glykolblandningars ledningsförmåga för sakens skull. Men verkligheten stämmer som bekant inte alltid med kartan. Och en felnavigering kan stå en dyrt.
Utgå från det värsta och handla därefter!
 

[Anders_St 74]

Intressant real-life experience.

OK, då svänger nog jag också. Koppling via motorns kylvattnet är en reell risk!

En fråga; då ligger du med landström i princip alltid när du har möjlighet? 

Senast ändrad av Anders_St | 12 april 2011 | 13:27

[Eilean 3]

I stort sett, ja. I hemmahamn är strömmen permanent inkopplad året runt. Däremot inte alltid i gästhamn.

[Anders_St 74]

OK. Jag har i stort sett aldrig landström. Solpanelen håller alltid mina batterier i topp.

Det blir några dygn per säsong i gästhamnar och ibland någon dag när jag jobbar i båten.

 

[Eilean 3]

Jag kanske skall förtydliga - under de 6 månader korossionen inträffade låg jag långt ifrån permanent för landström. Jag var ute och långseglade och hade landström de gånger vi gick in i en marina och kopplade in oss. Kanske en natt av 4-6 eller så.

[forgus31 139]

Vi har en hel del elektronik som underlättar livet ombord i våra båtar.

Är det läge att sätta in en jordströmsinstrument?

Anbringas hur?

Intressant är väl att se potentialen i Volt mellan de metalldelar som sticker ned i vattnet och vattnets potential eller vad? Med omkopplare för att mäta mA. Mellan vad?

Ser man hur spänningen brukar vara normalt vid egen brygga där det förhoppningsvis är OK så kan man reagera om man får mycket högre värden vid gästbryggan.

Jag grejade med elektriska kaminer en gång och upptäckte att de läckte ström till jord. Konstigt nog var det OK någon minut men sen blev jordströmmen för stor för jordfelsbrytaren. Det var värmeelementen som snabbt degenererade och 230V kom ut i jorden. Det är nog så det blir stora jordströmmar i jorden runt i vårt land. Alla gamla kaminer och spisar i hus utan jordfelsbrytare.

Även den egna båtens VV-beredare kan vara boven. Värt att Ohmmäta med berdaren bortkopplad mellan 230V-stiften i kontakten och jordblecket i kontakten. Gärna några MOhm.

[Styrman_Johansson 0]

Hej på er!

Har läst igenom tråden, mycket intressant från kunniga personer.

Har själv dålig kunskap i ämnet men håller på att installera om landströmmen i min båt och blir inte riktigt klok på hur jag bör göra.

Har en väldigt enkel installation med två eluttag, batteriladdare (Ctek) och en v.v. beredare som är inkopplad sporadiskt. Har tänkt mig en central med jordfelsbrytare (10 eller 30mA är det ok med 30?) och säkring.

Om vi bortser från v.v. beredaren, varför behöver jag jorda i båtens jordsystem över huvud taget? räcker det inte med jord från landströmmen? Vad kan hända? stötar? kan det vara farligt?

Vad gäller v.v. så förstår jag risken med att vattnet kan transportera ström till motorblocket osv. men det gäller väl enbart om beredaren är trasig? märker men inte det på annat sätt? Tänker på säkring och jordfelsbrytare. Och kan man inte mäta beredaren på något sätt för att förvissa sig om att den är ok innan inkoppling?

Tacksam för all vägledning,

MVH

Tomas.

 

[Anders_St 74]

Antar att du har en vanlig fritidsbåt i trä eller plast?

I så fall skulle jag gå på enklast möjliga installation där landströmmen lever sitt eget liv och inte kopplar sin skyddsjord till något annat i båten. Bara i eluttagen.  Jordfelsbrytare ska förstås sitta som första manick där elen kommer in i båten.

En modern batteriladdare är galvaniskt skild ingång till utgång och är inte problem.

Jordfelsbrytare med gräns 10mA är en aning säkrare än 30 mA eftersom den löser ut vid mindre felström. Fast den blir också nervösare och löser ut för minsta lilla i den fuktiga miljö som en båt innebär. Om du har råd så skulle jag prova med en 10 mA, blir du vansinnig på att den löser ut i tid och otid så byt till en 30 mA.

 

[Anders_St 74]

Vad gäller v.v. så förstår jag risken med att vattnet kan transportera ström till motorblocket osv. men det gäller väl enbart om beredaren är trasig? märker men inte det på annat sätt? Tänker på säkring och jordfelsbrytare. Och kan man inte mäta beredaren på något sätt för att förvissa sig om att den är ok innan inkoppling?

Mja. ström via kylvattnet som diskuteras ovan är tyvärr inte beroende på att något är trasigt. Det är så den normala installationen fungerar. Skyddsjorden i vv-beredaren ska sitta i metallkärlet som innesluter vattnet och är i kontakt med vattnet. Och därmed finns det krypström över till motor-blocket via själva kylvattnet.  Tyvärr.

Svårt att mäta i praktiken, man ser bara konsekvensenrna efter några månader. :-(

 

[happysix 44]

Löser en zinksaver problemet?

http://www.sterling-power.com/products-galvanic-why.htm

finns lite olika

http://www.sterling-power.com/products-galvanic.htm

Vi hade problem med att våran zikanod försvan som socker i vatten.

Detta upphörde när vi instalerade en zinksaver.

 

[Anders_St 74]

En Zink saver är två motkopplade dioder. Dvs om felspänningen är under ca 0.7V så kommer ingen ström att flyta. Sen den hjälper definitivt. Men inte 100% i alla lägen i svenska farvatten. Det finns uppmätta fall där felspänningen i jorden är 2-4 V. Då går det ström trots zink saver.

Problemet är det svenska urberget som är en bra isolator och tillåter stora felspänningar. I andra länder med med lerjordar eller andra mer ledande material får man inte  så höga felspänningar och zinksavern fungerar bra.