پاسخ کوتاه: مادهٔ کاهندهٔ استاندارد ویژگی ظاهری خاصی ندارد؛ آن را فقط از روی نتیجهٔ آزمونهای آزمایشگاهی و نشانهگذاری و مدارک آن میشود شناخت. یک مادهٔ کاهندهٔ خوب مقاومت ویژهٔ کم دارد، الکترود را نمیخورد، با گذشت سال‌ها پایدار می‌ماند، با آب شسته نمی‌شود، به الکترود می‌چسبد و برای خاک و آب زیرزمینی آلاینده نیست. این ویژگی‌ها در آزمونهای استاندارد IEC 62561-7 سنجیده میشوند.
ما در گروه کالوت در این راهنما این ویژگی‌ها را یکی‌یکی توضیح می‌دهیم و می‌گوییم برای انتخاب مادهٔ کاهندهٔ مناسب به چه چیزهایی نگاه کنید. اینکه کدام استانداردها و مقررات به این مواد مربوط‌اند، در مقالهٔ استاندارد مواد کاهندهٔ مقاومت زمین آمده است.
مادهٔ کاهندهٔ استاندارد چه ویژگی‌هایی دارد؟
«آیین‌نامهٔ ایمنی سامانهٔ اتصال زمین» (۱۴۰۱) در ماده ۶۳ هشت ویژگی برای مواد افزودنی سیستم زمین برمی‌شمارد. هر کدام را با روش سنجش آن توضیح می‌دهیم:
- مقاومت ویژهٔ کم: هر چه کمتر باشد، جریان آسان‌تر از الکترود به خاک می‌رود. با جعبهٔ خاک چهارالکترودی (ASTM G57) و پس از زمان عمل‌آوری اندازه‌گیری میشود. استاندارد عدد حدی ندارد؛ پس فقط اعدادی را با هم مقایسه کنید که با یک روش به دست آمده‌اند. برای نمونه، مقاومت ویژهٔ GIM کمتر از ۰٫۵ اهم‌متر است.
- خورندگی بسیار کم: ماده سال‌ها به الکترود چسبیده است و نباید آن را بخورد. با آزمون مقاومت پلاریزاسیون سنجیده میشود؛ هر چه این عدد بزرگ‌تر باشد، خوردگی کمتر است. سازندگان معتبر برای الکترود مسی در محیط خورنده، بیشتر از ۸ اهم‌مترمربع را مبنا می‌گیرند (مواد کاهنده و خوردگی سیستم ارت).
- عمر طولانی و پایداری: مقاومت سیستم زمین نباید با فصل‌ها و سال‌ها بالا برود. ماده باید از نظر شیمیایی و فیزیکی پایدار باشد.
- سازگاری با محیط زیست: ماده نباید فلزات سنگین را به خاک و آب زیرزمینی بدهد. در آزمون آبشویی (EN 12457-2) مقدار آهن، مس، روی، نیکل، کادمیم، کبالت و سرب در آب سنجیده میشود و گوگرد ماده هم باید کمتر از ۲ درصد باشد (آیا مواد کاهنده آلاینده‌اند؟).
- جذب و نگه‌داشتن رطوبت: رطوبت اطراف الکترود را نگه می‌دارد تا مقاومت در فصل خشک کمتر تغییر کند.
- pH مناسب: ماده نباید محیطی اسیدی و خورنده برای فلز الکترود بسازد. از ویرایش ۲۰۲۴ استاندارد، pH باید اندازه‌گیری و روی بسته یا در مدارک اعلام شود.
- شسته نشدن: با آب‌های سطحی و زیرزمینی نباید شسته شود و از بین برود؛ مشکل اصلی نمک همین است.
- چسبندگی به الکترود: نباید بین ماده و الکترود فاصله بیفتد؛ فاصله یعنی مقاومت بیشتر. مواد پایه‌کربنی برای چسبندگی بهتر معمولاً با سیمان و آب مخلوط میشوند و آزمون‌ها روی همین مخلوط نهایی انجام میشود (مواد کاهندهٔ پایه‌کربنی).
چرا نمک، زغال و بنتونیت جای مادهٔ استاندارد را نمی‌گیرند؟
- نمک و زغال: نمک آن با آب‌های زیرسطحی شسته میشود، خوردگی الکترود را تند می‌کند و به الکترود هم نمی‌چسبد (آیا نمک و زغال ماده استاندارد است؟). تزریق آب‌نمک به چاه ارت هم به همین دلیل کار مخربی است.
- بنتونیت: در کمبود رطوبت مقاومتش به‌سرعت بالا می‌رود و با خشک شدن جمع میشود و از الکترود جدا میشود؛ بنتونیت تجاری هم ممکن است نمک داشته باشد. مزیتش ارزانی و کاربرد در مناطق مرطوب است (آیا بنتونیت ماده استاندارد است؟).
- مادهٔ کاهندهٔ آزمون‌شده: مقاومت پایین و پایدار دارد، شسته نمی‌شود، به الکترود می‌چسبد و آزمون خوردگی را گذرانده است. در خاک‌های خشک و مناطق مرتفع، مواد پایه‌کربنی که بدون رطوبت هم رسانا هستند، کاربرد بیشتری دارند (در چه زمین‌هایی از چه موادی استفاده کنیم؟).
روی بسته و در مدارک فروشنده چه چیزی را ببینیم؟
طبق IEC 62561-7:2024، روی بستهٔ مادهٔ کاهنده یا در مدارک همراه آن باید این موارد باشد: نام یا نشان تجاری سازنده، نشان شناسایی محصول، نوع یا شمارهٔ بچ، مقاومت ویژه و pH. برای انتخاب مادهٔ کاهندهٔ مناسب، این مدارک را هم از فروشنده بخواهید:
- گزارش آزمون آزمایشگاه معتبر با نتیجهٔ عددی و حکم قبول یا رد برای هر آزمون (آبشویی، گوگرد، مقاومت ویژه، pH و خوردگی)؛
- برای کارگاههای مشمول قانون کار در ایران، آزمون طبق INSO 18499-7 که ماده ۶۳ آیین‌نامه می‌خواهد؛
- برگهٔ مشخصات فنی با مقاومت ویژه و روش اندازه‌گیری آن، درصد گوگرد، pH و مقاومت پلاریزاسیون؛
- دستور آمادهسازی و نصب: نسبت آب، روش اجرا و زمان عمل‌آوری؛
- برگهٔ ایمنی (SDS) برای نگهداری و کار ایمن با ماده.
چه مقدار مادهٔ کاهنده لازم است؟
مادهٔ کاهنده همیشه لازم نیست؛ به مقاومت ویژهٔ خاک و مقاومت هدف بستگی دارد (آیا همیشه باید از مواد کاهنده استفاده کرد؟). برای برآورد مقدار ماده از محاسبه‌گر GIM و برای فرمول‌های محاسبه از مقالهٔ محاسبات مقاومت پایانهٔ ارت با مواد کاهنده استفاده کنید. پس از اجرا، مقاومت پایانه را اندازه بگیرید (اندازه‌گیری مقاومت پایانهٔ زمین). اندازه‌گیری مقاومت ویژهٔ خاک و آزمون سیستم زمین را هم انجام می‌دهیم.
ما خانوادهٔ مواد کاهندهٔ GIM را طبق IEC 62561-7 و IGS-I-EL-001 عرضه می‌کنیم: GIM برای خاک‌ها و محیط‌های بسیار خورنده، GIM LIGHT برای شرایط معمولی و ECO GIM. گزارش‌های آزمون هر محصول در صفحهٔ همان محصول آمده است. برای انتخاب، نوع خاک، مقاومت ویژهٔ خاک، ابعاد چاه یا ترانشه و مقاومت هدف را برای کارشناسان ما بفرستید یا از صفحهٔ تماس با ما با ما تماس بگیرید.
