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        環(huán)氧樹(shù)脂包繞拉線(xiàn)銹蝕的原因分析與治理方案

        2016-12-28 22:32:46崔樹(shù)峰代永勝焦東
        中國(guó)科技博覽 2016年24期
        關(guān)鍵詞:治理方案拉線(xiàn)

        崔樹(shù)峰++代永勝++焦東

        [摘 ?要]環(huán)氧樹(shù)脂包繞工藝因?yàn)槠湔辰有阅芴貏e強(qiáng),有較好的化學(xué)穩(wěn)定性,被廣泛應(yīng)用于輸電線(xiàn)路砼電桿的拉線(xiàn)包裹,并在很長(zhǎng)一段時(shí)間起到了良好地防盜作用。然而近年來(lái)鋼鐵價(jià)格持續(xù)走低,環(huán)氧樹(shù)脂包繞在防盜方面起到的作用遠(yuǎn)不及加速拉線(xiàn)銹蝕帶來(lái)的危害。通過(guò)對(duì)勝利油田東區(qū)電網(wǎng)的拉線(xiàn)銹蝕情況進(jìn)行排查分析,提出了銹蝕拉線(xiàn)的治理方案。

        [關(guān)鍵詞]拉線(xiàn) ?銹蝕 ?環(huán)氧樹(shù)脂包繞 ?治理方案

        中圖分類(lèi)號(hào):TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)24-0130-01

        前言

        環(huán)氧樹(shù)脂包繞工藝在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被廣泛應(yīng)用于輸電線(xiàn)路砼電桿的拉線(xiàn)包裹,堵塞了拉線(xiàn)被盜的安全漏洞,其防盜效果也受到了普遍認(rèn)可。然而,2015年夏季在勝利油田北區(qū)電網(wǎng)發(fā)生了110kV輸電線(xiàn)路倒桿事故,最終確定是由環(huán)氧樹(shù)脂包繞拉線(xiàn)尾端銹蝕、斷裂引起的。此次事故造成了惡劣的影響,對(duì)整個(gè)油田電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn),也為輸配電線(xiàn)路的運(yùn)行維護(hù)工作敲響了警鐘,并一定程度上使油田電力總公司近期的工作重點(diǎn)做出了調(diào)整。

        1 拉線(xiàn)銹蝕情況現(xiàn)狀調(diào)查

        勝利油田東區(qū)供電公司近期對(duì)各電壓等級(jí)線(xiàn)路環(huán)氧樹(shù)脂包繞的拉線(xiàn)銹蝕情況進(jìn)行了抽查,抽查情況如下:

        通過(guò)對(duì)抽查結(jié)果對(duì)比分析,得出以下結(jié)論:

        (1)若拉線(xiàn)本身質(zhì)量良好,但包繞工藝不合格,則裸露在外的拉線(xiàn)銹蝕情況較輕,包繞內(nèi)部會(huì)加速銹蝕;

        (2)若包繞工藝良好,但拉線(xiàn)質(zhì)量不過(guò)硬,則裸露在外的拉線(xiàn)銹蝕嚴(yán)重,包繞會(huì)起到一定防銹作用;

        (3)在拉線(xiàn)已經(jīng)發(fā)生銹蝕的情況下,拉線(xiàn)裸露部分與包繞接觸的位置,銹蝕更加嚴(yán)重;

        (4)若拉線(xiàn)質(zhì)量與包繞工藝均良好,拉線(xiàn)裸露部分與包繞內(nèi)部都相對(duì)較輕。

        2 拉線(xiàn)的銹蝕機(jī)理

        2.1 化學(xué)銹蝕

        化學(xué)銹蝕是指鋼材直接與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的銹蝕。這種銹蝕多數(shù)是氧化作用,使鋼材表面形成疏松的氧化物。在常溫下,鋼材表面形成一薄層氧化保護(hù)膜FeO,可以起到一定的防止鋼材銹蝕的作用,故在干燥的環(huán)境中,鋼材銹蝕進(jìn)展緩慢。

        2.2 電化學(xué)銹蝕

        電化學(xué)銹蝕是指鋼材與電解質(zhì)溶液接觸,形成微電池而產(chǎn)生的銹蝕。潮濕環(huán)境中鋼材表面會(huì)被一層電解質(zhì)水膜所覆蓋,而鋼材本身含有鐵、碳等多種成分,由于這些成分的電極電位不同,形成許多微電池。在陽(yáng)極區(qū),鐵被氧化成二價(jià)Fe離子進(jìn)入水膜;在陰極區(qū),溶于水膜中的氧被還原為OH-離子。隨后兩者結(jié)合生成不溶于水的Fe(OH)2,并進(jìn)一步氧化成為疏松易剝落的紅棕色鐵銹Fe(OH)3。

        電化學(xué)銹蝕是鋼材銹蝕的最主要形式,環(huán)境中的濕度,氧,介質(zhì)中的酸、堿、鹽,鋼材的化學(xué)成分及表而狀況等是銹蝕的主要因素。一些鹵素離子,特別是氯離子能破壞保護(hù)膜,促進(jìn)銹蝕反應(yīng),使銹蝕迅速發(fā)展。

        3 拉線(xiàn)銹蝕的原因分析

        3.1 運(yùn)行的環(huán)境

        拉線(xiàn)長(zhǎng)期運(yùn)行于自然環(huán)境中,表面的鍍鋅層受到最長(zhǎng)25年的氧化。對(duì)鋼絞線(xiàn)的防腐作用大大減弱。拉線(xiàn)包裹環(huán)氧砂漿后,受到微風(fēng)振動(dòng),當(dāng)振動(dòng)的頻率相同時(shí),甚至發(fā)生共振現(xiàn)象,運(yùn)行時(shí)間足夠長(zhǎng)的情況下,環(huán)氧砂與拉線(xiàn)表面之間將產(chǎn)生松動(dòng)現(xiàn)象,尤其是環(huán)氧砂漿的開(kāi)口處容易產(chǎn)生空隙,腐蝕介質(zhì)進(jìn)入拉線(xiàn)內(nèi)部,從而開(kāi)始了拉線(xiàn)腐蝕過(guò)程。

        鍍鋅鋼絞線(xiàn)隨著應(yīng)力增加,極化電阻變小,腐蝕電流密度增大,且在1120MPa應(yīng)力作用下鍍鋅鋼絞線(xiàn)腐蝕電流密度達(dá)最大值,為無(wú)應(yīng)力作用下腐蝕電流密度的7倍;鍍鋅層發(fā)生

        3.2 鍍鋅鋼絞線(xiàn)結(jié)構(gòu)

        砼桿的拉線(xiàn)主要由鋼絞線(xiàn)、UT線(xiàn)夾和拉線(xiàn)捧組成。銹蝕最嚴(yán)重的鍍鋅鋼絞線(xiàn),其結(jié)構(gòu)由一根根細(xì)幼的圓形鋼絲條扭絞而成。它的物理結(jié)構(gòu)使到整條鋼絞線(xiàn)的內(nèi)部受力拉緊后,仍然存在一定的空隙。當(dāng)下雨時(shí),雨水通過(guò)這些空隙滲入。

        鋼絞線(xiàn)包裹環(huán)氧樹(shù)脂后.對(duì)雨水的滲入有一定的阻隔作用,另一個(gè)方面,也阻礙了雨水的滲出以及蒸發(fā),產(chǎn)生了積水現(xiàn)象,作為腐蝕性電解質(zhì)的雨水與鋼絞線(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生電化學(xué)腐蝕,鋼絞線(xiàn)內(nèi)部的積水與含氧貨比表層更多,有利于腐蝕的發(fā)展。

        3.3 環(huán)氧樹(shù)脂包繞工藝質(zhì)量

        在開(kāi)鑿過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)包裹的環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量差異很大,當(dāng)包裹的環(huán)氧砂漿結(jié)實(shí)而且光澤比較亮的,拉線(xiàn)沒(méi)有被腐蝕,敲開(kāi)后的環(huán)氧樹(shù)脂成塊狀;當(dāng)拉線(xiàn)發(fā)生銹蝕時(shí),所包裹的環(huán)氧砂漿色擇比較暗,容易被擊碎,產(chǎn)生大最的沙粒。造成環(huán)氧樹(shù)脂松散的原因是多方面的:

        環(huán)氧樹(shù)脂液的配料及環(huán)氧砂漿包護(hù)加固料沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)定的比例,容易影響堅(jiān)固程度以及密實(shí)程度;環(huán)氧樹(shù)脂的固化成型要求適時(shí)加壓,環(huán)氧砂漿從模具開(kāi)口處灌入后,若加壓太早使膠液流失過(guò)多導(dǎo)致孔隙率大,加壓太遲超過(guò)凝膠點(diǎn),外加壓力不能把樹(shù)脂和纖維壓密實(shí)導(dǎo)致孔隙率很大。要獲得孔隙率小、強(qiáng)度高的復(fù)合材料,應(yīng)在凝膠前的適當(dāng)時(shí)刻加壓,才能使復(fù)合材料達(dá)到最佳性能。

        3.4 結(jié)論

        通過(guò)以上分析得出結(jié)論:在無(wú)法確保其運(yùn)行環(huán)境與工藝質(zhì)量時(shí),環(huán)氧樹(shù)脂包繞是不可靠的;加之鋼鐵價(jià)格持續(xù)低位,拉線(xiàn)被盜風(fēng)險(xiǎn)較前些年大大降低,環(huán)氧樹(shù)脂包繞在防盜方面起到的作用遠(yuǎn)不及加速拉線(xiàn)銹蝕帶來(lái)的危害。

        4 拉線(xiàn)銹蝕治理方案

        根據(jù)對(duì)東區(qū)電網(wǎng)銹蝕拉線(xiàn)的檢查情況,以及上文的原因分析,制定詳細(xì)整改方案如下:

        4.1 原環(huán)氧樹(shù)脂包繞的拉線(xiàn)的處理

        對(duì)該類(lèi)拉線(xiàn)要求全部打開(kāi)檢查。

        (1)經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)銹蝕的,不再進(jìn)行拉線(xiàn)更換,但要在打開(kāi)部位進(jìn)行防腐處理。

        (2)檢查后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象的,要對(duì)銹蝕的拉線(xiàn)及附件進(jìn)行更換,并采用UT倒掛方式。拉線(xiàn)與拉線(xiàn)棒連接部分必須涂刷瀝青漆防腐處理。

        (3)在路邊、田地、低洼等區(qū)域,由于機(jī)動(dòng)或農(nóng)耕車(chē)輛較多,易遭受機(jī)械碰撞,可能受影響的拉線(xiàn)應(yīng)當(dāng)采用水泥護(hù)墩加固。加固上界面位置確定在UT的三分之一處,保證UT的正常安裝和調(diào)整,并加裝防盜螺絲。

        4.2 原水泥、毛石護(hù)墩加固的拉線(xiàn)處理

        原則上不對(duì)原護(hù)墩進(jìn)行破壞。

        (1)經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)銹蝕的,不再進(jìn)行拉線(xiàn)更換,但要在護(hù)墩與拉線(xiàn)或UT連接部位涂刷瀝青漆進(jìn)行防腐處理。

        (2)如拉線(xiàn)銹蝕較為嚴(yán)重、需要更換時(shí),原護(hù)墩仍繼續(xù)保留,在旁邊就近重新安裝拉線(xiàn),并采用UT倒掛形式,拉線(xiàn)與拉線(xiàn)棒連接部分必須涂刷瀝青漆防腐處理。

        4.3 處于水中的拉線(xiàn)的處理

        (1)已采用水泥護(hù)墩加固或毛石加固的,按照上一條方式處理。

        (2)拉線(xiàn)浸泡在水中的,采用加大的拉線(xiàn)盤(pán)或螺旋地錨,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采用延長(zhǎng)的拉線(xiàn)棒,確保與拉線(xiàn)連接部位露出水面。相應(yīng)的部件應(yīng)當(dāng)提前做好防腐處理。

        4.4 其他相關(guān)要求和建議

        (1)更換的拉線(xiàn)及拉線(xiàn)棒提高一個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí),如拉線(xiàn)35型的提升至50型,拉線(xiàn)棒16型的提升至18型,以此類(lèi)推,延長(zhǎng)拉線(xiàn)使用壽命。

        (2)對(duì)于拉線(xiàn)及其附件(包括螺栓等),要認(rèn)真進(jìn)行外觀檢查,必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程的要求,以保證材料的質(zhì)量。

        (3)對(duì)拉線(xiàn)棒及拉線(xiàn)連接部位必須涂刷瀝青漆進(jìn)行防腐處理,并保證防腐質(zhì)量。

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