RSAU-MTAA
Electronic Library

     

Details

Title: Математическая модель электрохимической коррозии токоведущих элементов с учетом локальных параметров среды животноводческих комплексов = Mathematical model of electrochemical corrosion of current-conducting elements considering local environmental parameters in livestock farms // АГРОИНЖЕНЕРИЯ. – 2026. – Том 28, №.3
Creators: Букреев А.В.; Букреева А.К.
Imprint: Москва: РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, 2026
Collection: Журнал «Агроинженерия»
Subjects: ТЕХНИКА — ТЕХНОЛОГИИ АПК; скорость коррозии; скорость коррозии электрооборудования; микроклимат; аммиак; сероводород; остаточный ресурс электрооборудования; математическая модель электрохимической коррозии; corrosion rate; corrosion rate of electrical equipment; indoor climate; ammonia; hydrogen sulfide; residual life of electrical equipment; mathematical model of electrochemical corrosion
UDC: 620.193:621.3
Document type: Article, report
File type: PDF
Language: Russian
DOI: 10.26897/2687-1149-2026-3-50-57
Rights: Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Additionally: New arrival; All documents
Record key: RU/ЦНБ имени Н.И. Железнова/EPERIODIKA/EPERIODIKA-20260806-26028

Allowed Actions: Read Download (1.6 Mb)

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Высокая скорость коррозии электрооборудования на животноводческих комплексах (ЖК) является серьезной проблемой. Для прогнозирования остаточного ресурса электрооборудования ЖК необходимо учитывать пространственно-временную неоднородность концентрации аммиака и сероводорода, температуру и влажность. Исследования направлены на разработку комплексной математической модели, позволяющей прогнозировать скорость электрохимической коррозии токоведущих элементов (меди и алюминия) с учетом меняющихся параметров микроклимата. Предлагаемая модель основана на системе уравнений, объединяющей электрохимические, электрические и тепловые процессы. Для верификации модели использовали установку с климатической камерой, системой точного контроля температуры и влажности, газовым дозатором и газоанализатором «ОКА-Т-Н2S-NH3». Проверка адекватности модели заключалась в сравнении расчетных значений скорости коррозии с экспериментальными данными, не использовавшимися при калибровке модели. Исходные данные модели включали в себя физико-химические свойства материалов и значения скорости коррозии меди и алюминия, полученные в климатической камере при варьировании концентраций аммиака (0…50 ppm) и сероводорода (0…20 ppm), температуры (20…30°C) и относительной влажности (70…90%). Установили, что повышение относительной влажности с 70 до 90% приводит к увеличению скорости коррозии в 1,6…2,3 раза в зависимости от материала и состава газовой среды. Выявили чувствительность скорости коррозии меди к концентрации сероводорода (порядок реакции – 0,85) и алюминия к концентрации аммиака (порядок реакции – 0,72). При концентрации аммиака 0…50 ppm и фоновом содержании сероводорода 10 ppm скорость коррозии меди возрастает с 0,11 до 0,26 мм/год, алюминия – с 0,105 до 0,225 мм/год. Для сероводорода в диапазоне 0…20 ppm и фоновом содержании аммиака 20 ppm скорость коррозии меди изменяется от 0,16 до 0,35 мм/год, алюминия – от 0,063 до 0,142 мм/год. Коэффициент детерминации 0,92 свидетельствует о высоком уровне соответствия модели экспериментальным данным. Разработанная модель позволит выявлять остаточный ресурс электрооборудования, прогнозировать рост сопротивления контактов и перейти к предиктивной системе технического обслуживания./The high corrosion rate of electrical equipment in livestock facilitiesrepresents a critical operational challenge. To predict the residual service life of such equipment, it is necessary to account for the spatiotemporal heterogeneity of ammonia and hydrogen sulfide concentrations, as well as variations in temperature and humidity. The study aimed to develop a comprehensive mathematical model for predicting the electrochemical corrosion rate of current-carrying components(copper and aluminum) as a function of changing indoor climate parameters. The proposed model is based on a system of equations that integrates electrochemical, electrical, and thermal processes. For model verification, an experimental setup was employed comprising a climate chamber, a precision control system for temperature and humidity, a gas dispenser, and an OKA-T-H₂S-NH₃ gas analyzer. Validation of the model was performed by comparing calculated corrosion rate values with experimental data that were not used during model calibration. Input data for the model included the physicochemical properties of the materials and the corrosion rates of copper and aluminum obtained under varying conditions within the climate chamber: ammonia concentrations ranging from 0 to 50 ppm, hydrogen sulfide concentrations from 0 to 20 ppm, temperatures from 20 to 30°C, and relative humidity levels from 70 to 90%. The results established that increasing relative humidity from 70% to 90% leads to an increase in corrosion rate by a factor of 1.6 to 2.3, depending on the material and the composition of the gaseous environment. The corrosion rate of copper wasfound to be particularly sensitive to hydrogen sulfide concentration, with a reaction order of 0.85, while that of aluminum was mostsensitive to ammonia concentration, with a reaction order of 0.72. At ammonia concentrations ranging from 0 to 50 ppm and a background hydrogen sulfide concentration of 10 ppm, the corrosion rate of copper increases from 0.11 to 0.26 mm/year, and that of aluminum increases from 0.105 to 0.225 mm/year. For hydrogen sulfide concentrations between 0 and 20 ppm, with a background ammonia concentration of 20 ppm, the corrosion rate of copper varies from 0.16 to 0.35 mm/year, while that of aluminum varies from 0.063 to 0.142 mm/year. A coefficient of determination (R²) of 0.92 indicates a high level of agreement between the model and experimental data. The developed model will enable the determination of residualservice life of electrical equipment, the prediction of contact resistance increase, and the transition to a predictive maintenance system.

Document access rights

Network User group Action
RSAU-MTAA CSL Local Network All Read Print Download
-> Internet All Read Print Download

Table of Contents

  • ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПК
  • Рекомендации по технологии приготовления и раздачи кормов для ферм крупного рогатого скота на основе технологических карт
  • Г.Н. Самарин1, В.В. Кирсанов2, Е.А. Никитин3, Р.А. Баишева4*
  • Анализ тепловой эффективности обеззараживающего электродного нагрева почвы
  • А.А. Завалий1, Н.В. Алдошин2, С.С. Воложанинов3*, Д.Д. Волобуев4
  • Прогнозирование температуры теплоносителя в отопительной установке аэродинамического нагрева
  • А.И. Купреенко1*, Х.М. Исаев2, Д.А. Безик3, Д.А. Харченко4, С.Х. Исаев5
  • Сепарация свободного зерна посредством барабана-ускорителя зерноуборочного комбайна КЗС-1218
  • В.Н. Ожерельев1, В.В. Никитин2*, И.П. Адылин3
  • Агротехническая оценка второй аспирации универсальной зерноочистительной машины
  • А.Л. Глушков1*, А.И. Бурков2, В.А. Лазыкин3, В.Ю. Мокиев4
  • Математическая модель электрохимической коррозии токоведущих элементов с учетом локальных параметров среды животноводческих комплексов
  • А.В. Букреев1, А.К. Букреева2*
  • Экспериментальное обоснование энергосберегающих режимов работы комбинированного агрегата АКК-6 в лесостепной зоне ЦЧР
  • Д.А. Москвичев1*, А.В. Евграфов2, А.С. Гузалов3, Г.Е. Митягин4, О.П. Андреев5
  • Перспективные направления и прогноз применения альтернативной энергетики в сельскохозяйственных тракторах
  • И.А. Старостин1*, А.В. Ещин2, С.А. Давыдова3
  • ТЕХНИЧЕСКИЙ СЕРВИС В АПК
  • Структура и состав медно-алюминиевых фрикционных покрытий для деталей машин
  • В.И. Балабанов1*, Н.Н. Ивахненко2, В.Г. Борулько3, Д.В. Добряков4, А.И. Кругляк5, М.Ю. Бадекин6
  • Интеллектуальная модель управления надежностью эксплуатируемой сельскохозяйственной техники
  • С.Л. Никитченко
  • Коррозионная активность минеральных удобрений и защитные свойства хелатного комплекса меди для сельскохозяйственной техники
  • С.М. Гайдар1, С.М. Ветрова2, А.С. Барчукова3*
  • Проектирование комплексных калибров для контроля деталей шпоночных соединений при ремонте редукторов
  • О.А. Леонов1, Н.Ж. Шкаруба2, Д.А. Пупкова3*, Л.А. Гринченко4, А.В. Чепурин5, В.О. Леонов6
  • ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
  • Причины и последствия аварийных отключений в сельских электрических сетях 0,4 кВ
  • А.В. Виноградова1, 2*, А.В. Виноградов2, 3, Ю.Х. Шогенов4
  • ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
  • Формирование образовательных консорциумов «Аграрный вуз – НИИ – машиностроительное предприятие – агрохолдинг»: модели и практики
  • М.С. Бережная1, 2
  • FARM MACHINERY AND TECHNOLOGIES
  • Recommendations for feed preparation and distribution technologies used on cattle farms: a technological chart approach
  • G.N. Samarin1, V.V. Kirsanov2, E.A. Nikitin3, R.A. Baisheva4*
  • Analysis of thermal efficiency of disinfection electrode heating of the soil
  • A.A. Zavaliy1, N.V. Aldoshin2, S.S. Volozhaninov3*, D.D. Volobuev4
  • Forecasting the temperature of the coolant in an aerodynamic heating system
  • A.I. Kupreenko1*, K.M. Isaev2, D.A. Bezik3, D.A. Kharchenko4, S.K. Isaev5
  • Separation of free grain using the accelerator drum of the KZS-1218 grain harvester
  • V.N. Ozherelev1, V.V. Nikitin2*, I.P. Adylin3
  • Agrotechnical evaluation of the second aspiration of a universal grain cleaning machine
  • A.L. Glushkov1*, A.I. Burkov2, V.A. Lazykin3, V.Yu. Mokiev4
  • Mathematical model of electrochemical corrosion of current-conducting elements considering local environmental parameters in livestock farms
  • A.V. Bukreev1, A.K. Bukreeva2*
  • Experimental justification of energy-saving operating modes of the combined unit AKK-6 in the forest-steppe zone of the Central Chernozem Region
  • D.A. Moskvichev1*, A.V. Evgrafov2, A.S. Guzalov3, G.E. Mityagin4, O.P. Andreev5
  • Promising trends and prospects for the use of alternative energy in agricultural tractors
  • I.A. Starostin1*, A.V. Eshchin2, S.A. Davydova3
  • TECHNICAL SERVICE IN AGRICULTURE
  • Structure and composition of copper-aluminum friction coatings
  • V.I. Balabanov1*, N.N. Ivakhnenko2, V.G. Borulko3, D.V. Dobryakov4, A.I. Kruglyak5, M.Yu. Badekin6
  • Intelligent reliability management model for operated agricultural machinery
  • S.L. Nikitchenko
  • Corrosion activity of mineral fertilizers and protective properties of a copper chelate complex for agricultural machinery
  • S.M. Gaidar1, S.M. Vetrovа2, A.S. Barchukova3*
  • Designing complex gauges for inspection of keyway joint parts when repairing reduction gears
  • O.A. Leonov1, N.Zh. Shkaruba2, D.A. Pupkova3*, L.A. Grinchenko4, A.V. Chepurin5, V.O. Leonov6
  • POWER SUPPLY AND AUTOMATION OF AGRICULTURAL PRODUCTION
  • Causes and consequences of emergency shutdowns in rural power grids of 0.4 kV
  • A.V. Vinogradova1,2*, A.V. Vinogradov,2,3, Yu.Kh. Shogenov4
  • THEORY AND METHODOLOGY OF PROFESSIONAL EDUCATION
  • Estalishing of educational consortia “University – Research Institute – Engineering Enterprise – Large Agro-Holding”: models and practices
  • M.S. Berezhnaia1,2

Usage statistics

stat Access count: 0
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics