王立　劉恒　楊世平　胡傳兵　王少華

【摘 要】文章主要探討了貴州地區(qū)目前輸電桿塔腐蝕類(lèi)型、采用的防腐涂裝技術(shù)和相關(guān)要求。結(jié)果表明：貴州地區(qū)輸電桿塔一般有局部點(diǎn)蝕、表面發(fā)黑及基材蝕損3種類(lèi)型。目前采用的防腐方式有傳統(tǒng)防腐涂裝技術(shù)和高性能帶銹防腐涂裝技術(shù)兩種。相比傳統(tǒng)防腐涂裝技術(shù)，帶銹防腐涂裝技術(shù)雖然具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但仍不能解決桿塔熱鍍鋅層在復(fù)雜大氣環(huán)境下腐蝕過(guò)快的問(wèn)題。對(duì)熱鍍鋅進(jìn)行改性研究以增加其耐腐蝕壽命，是將來(lái)輸電桿塔防腐研究的一個(gè)重要方向。

【關(guān)鍵詞】輸電桿塔;防腐技術(shù);帶銹防腐;銹蝕;熱鍍鋅

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM75 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）09-0114-03

0 前言

輸電桿塔為電力工業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其使用壽命直接關(guān)系電網(wǎng)的安全運(yùn)行[1]。目前，我國(guó)輸電桿塔主要采用Q235鋼或Q345鋼作為建造材料[2]。由于輸電桿塔需要長(zhǎng)期暴露在復(fù)雜大氣環(huán)境之中，基材極易發(fā)生銹蝕、老化，從而縮短其使用壽命，同時(shí)形成安全隱患，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。貴州地處我國(guó)長(zhǎng)江以南資源富集區(qū)，省內(nèi)工業(yè)主要以礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)、化工、火電等高污染工業(yè)為主，這些工業(yè)企業(yè)排放大量二氧化硫、氮氧化物及懸浮顆粒物，導(dǎo)致貴州成為我國(guó)酸雨污染的重災(zāi)區(qū)。酸雨的弱酸特性進(jìn)一步加快了貴州電網(wǎng)輸電桿塔等金屬構(gòu)件的腐蝕速度，導(dǎo)致輸電桿塔大部分鍍鋅層完全銹蝕，基體鋼材銹蝕嚴(yán)重。

目前，輸電桿塔的防腐方式主要采用熱鍍鋅技術(shù)，熱鍍鋅是將純鋅作為鍍層材料進(jìn)行熱浸鍍，鋅的電極電位比鐵更負(fù)，可以作為鋼鐵材料的陽(yáng)極，在電解質(zhì)條件下，鋅會(huì)不斷溶解，產(chǎn)生的電流對(duì)被保護(hù)的鋼鐵進(jìn)行陰極極化，使鋼鐵得到保護(hù)。現(xiàn)行的架空線路敷設(shè)的電力標(biāo)準(zhǔn)要求輸變電設(shè)備構(gòu)架建設(shè)必須采用熱鍍鋅鋼材，其鋅層厚度不得低于50μm[3]。資料顯示，國(guó)外一些國(guó)家要求熱鍍鋅使用壽命超過(guò)20年[4]，但我國(guó)貴州地區(qū)由于氣候和地域環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，加之材料和施工安裝質(zhì)量缺陷，普遍使用壽命在8～15年[5]，并且在線路運(yùn)行過(guò)程中還存在較高的維護(hù)和管理成本。

采用熱鍍鋅處理的構(gòu)架雖有較好的防腐性能，但由于純鋅鍍層表面的腐蝕產(chǎn)物為氧化鋅，氧化鋅為疏松多孔結(jié)構(gòu)，易從鍍層表面脫落，導(dǎo)致鍍鋅層很快失效，極大地縮短了其防腐壽命。受復(fù)雜大氣環(huán)境的影響及自身工藝的缺陷，仍會(huì)出現(xiàn)不同程度的腐蝕，達(dá)不到其應(yīng)有的使用壽命[6]。此外，由于鍍鋅層不耐酸侵蝕，酸雨環(huán)境和工業(yè)污穢環(huán)境可使其腐蝕速率加快1～3倍，從而達(dá)不到預(yù)期的使用壽命，并在運(yùn)行周期內(nèi)需頻繁地進(jìn)行維護(hù)，否則還存在倒塔事故發(fā)生的隱患。本文通過(guò)探討貴州地區(qū)輸電桿塔腐蝕的類(lèi)型，以及目前現(xiàn)有防腐涂裝技術(shù)和存在的問(wèn)題，為將來(lái)輸電桿塔防腐研究提供新的思路。

1 輸電桿塔腐蝕類(lèi)型分析

貴州地區(qū)輸電桿塔腐蝕與大氣環(huán)境有著直接的聯(lián)系，根據(jù)服役輸電桿塔的調(diào)研、統(tǒng)計(jì)和分類(lèi)可以發(fā)現(xiàn)，輸電桿塔銹蝕狀況（如圖1所示）主要表現(xiàn)為以下3種情況。

（1）局部點(diǎn)蝕。此類(lèi)桿塔運(yùn)行年限一般在5年左右。大部分構(gòu)件表面有鍍鋅層，部分完好，部分有白色鋅銹，某些局部區(qū)域或個(gè)別塔件有銹蝕現(xiàn)象。塔腳部分容易積灰，而且處于地表環(huán)境，濕度較大，容易被腐蝕，當(dāng)個(gè)別塔件鍍鋅層存在缺陷時(shí)，該薄弱部位抵抗外部腐蝕能力差，容易產(chǎn)生局部點(diǎn)蝕。

（2）表面發(fā)黑。此類(lèi)桿塔運(yùn)行年限在5～10年。空氣中的灰塵等物質(zhì)在桿塔表面沉積，并與腐蝕產(chǎn)生的鐵銹相結(jié)合，導(dǎo)致桿塔塔身大部分發(fā)黑，大部分鍍鋅層幾乎消耗殆盡，表面形成較為緊密的銹層，且桿塔表面的銹點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)變成較大面積的銹斑。

（3）基材蝕損。此類(lèi)型桿塔運(yùn)行年限大于10年，絕大部分塔件的鍍鋅層完全腐蝕，基體鋼材銹蝕嚴(yán)重?；奈g損主要出現(xiàn)在沿海地區(qū)或酸雨嚴(yán)重的工業(yè)區(qū)，這些地區(qū)環(huán)境惡劣，輸電鐵塔投入運(yùn)行8～10年后便銹跡斑斑，之后再經(jīng)過(guò)2～3年便逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榛奈g損。

2 現(xiàn)有的防腐涂裝技術(shù)

貴州地區(qū)輸電桿塔一般處于戶外大氣環(huán)境中，存在高度大、構(gòu)件排布復(fù)雜、難以維護(hù)管理等問(wèn)題，防腐處理的方式較為單一。多方走訪調(diào)研表明，貴州地區(qū)輸電桿塔的防腐維護(hù)主要采用涂刷防腐涂料的方式，現(xiàn)有的防腐涂裝技術(shù)分為傳統(tǒng)輸電桿塔防腐涂料與涂裝技術(shù)和高性能帶銹防腐涂料與涂裝技術(shù)。

2.1 傳統(tǒng)防腐涂料與涂裝技術(shù)

目前，輸電桿塔用的傳統(tǒng)防腐涂料一般分為底漆和面漆兩種，底漆大多采用無(wú)機(jī)鋅底漆與環(huán)氧富鋅底漆[7]，部分采用銀粉漆;面漆大多采用耐候型面漆，主要成分為醇酸樹(shù)脂、聚氯化乙烯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、丙烯酸聚氨酯樹(shù)脂及氟碳樹(shù)脂，顏色以淺灰或中灰為主。

傳統(tǒng)防腐涂裝工藝一般采用人工除銹方式進(jìn)行，按照GB/T 8923—1988標(biāo)準(zhǔn)要求，鋼構(gòu)件除銹等級(jí)應(yīng)達(dá)到St2.5以上，再采用涂刷兩道防腐底漆和兩道面漆的方式（如圖2所示）。經(jīng)正確有效的防腐涂裝后，防腐涂料的防腐年限一般在5～10年，輸電桿塔全壽命周期內(nèi)一般需要進(jìn)行多次防腐涂裝。

2.2 高性能帶銹防腐涂料與涂裝技術(shù)

高性能帶銹防腐涂料與涂裝技術(shù)來(lái)源于貴州電網(wǎng)有限公司輸電運(yùn)行檢修分公司2014年科技項(xiàng)目“輸電桿塔用高性能帶銹防腐涂料應(yīng)用技術(shù)研究”科技成果。高性能帶銹防腐涂料包括原位帶銹處理液、納米低表面處理底漆、帶銹防腐面漆及高分子專用稀釋劑，其防腐涂裝工藝如圖3所示。帶銹防腐涂裝技術(shù)相比傳統(tǒng)防腐涂裝工藝，無(wú)需人工除銹打磨，只需要除去表面松散的銹層，并用帶銹處理液代替了1道底漆涂裝過(guò)程，能解決桿塔銹蝕嚴(yán)重和人工除銹困難、防腐涂裝效果差的問(wèn)題，再通過(guò)配套性能優(yōu)異的防腐涂料，可延長(zhǎng)輸電桿塔防腐涂層的壽命3～5年[8]。經(jīng)實(shí)際測(cè)算，采用帶銹防腐涂裝技術(shù)相比傳統(tǒng)防腐涂裝技術(shù)而言，每噸塔材的防腐成本可降低約30%，平均縮短單基桿塔施工時(shí)間超過(guò)1/3，提升1倍的運(yùn)行周期，降低了施工和運(yùn)行維護(hù)管理成本。

3 輸電桿塔防腐維護(hù)要求

按照貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司2018年發(fā)布的輸變電設(shè)備防腐工程相關(guān)實(shí)施指導(dǎo)意見(jiàn)（生技〔2018〕116號(hào)）要求，運(yùn)行過(guò)程中的輸電桿塔一般每9年須進(jìn)行防腐涂裝一次，現(xiàn)役的桿塔通過(guò)周?chē)髿飧g等級(jí)、表面生銹等級(jí)、涂層剝落等級(jí)、涂層開(kāi)裂等級(jí)等指標(biāo)進(jìn)行防腐立項(xiàng)，具體指標(biāo)如下。

（1）輸變電設(shè)備本體、附件及構(gòu)支架防腐涂層生銹等級(jí)達(dá)到Ri3級(jí)時(shí)，通常應(yīng)立項(xiàng)進(jìn)行防腐維護(hù)工程。

（2）輸變電設(shè)備本體、附件及構(gòu)支架防腐涂層剝落等級(jí)達(dá)到3級(jí)時(shí)，通常應(yīng)立項(xiàng)進(jìn)行防腐維護(hù)工程。

（3）輸變電設(shè)備本體、附件及構(gòu)支架防腐涂層開(kāi)裂等級(jí)達(dá)到3級(jí)時(shí)，通常應(yīng)立項(xiàng)進(jìn)行防腐維護(hù)工程。

（4）輸變電設(shè)備本體、附件及構(gòu)支架防腐涂層表面如發(fā)生起泡、粉化、污染、磨損等情況或基于美觀及其他原因，已影響設(shè)備安全生產(chǎn)和文明生產(chǎn)的，通常應(yīng)立項(xiàng)進(jìn)行防腐工程。

（5）上次設(shè)備防腐至今時(shí)間已超過(guò)選用的防護(hù)涂料體系所保證的使用壽命的，應(yīng)立項(xiàng)進(jìn)行防腐工程。

4 目前桿塔防腐涂裝存在的問(wèn)題

（1）防腐涂裝技術(shù)只是通過(guò)外部介質(zhì)保護(hù)隔離的方法對(duì)輸電桿塔進(jìn)行處理，能相對(duì)延長(zhǎng)已投入運(yùn)行的桿塔使用壽命，但未能從根本上解決桿塔熱鍍鋅層在復(fù)雜大氣環(huán)境下腐蝕加快的問(wèn)題。

（2）輸電桿塔防腐涂裝過(guò)程中拋灑的涂料和揮發(fā)的有機(jī)溶劑還會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成一定的污染，增加線路運(yùn)行維護(hù)的成本。

（3）輸電桿塔防腐作業(yè)屬于高空作業(yè)和不停電作業(yè)，在施工過(guò)程中存在較大的安全隱患，監(jiān)管難度大、成本高。

5 結(jié)論及展望

貴州地區(qū)腐蝕與大氣環(huán)境有著直接的聯(lián)系，銹蝕過(guò)程總體可分為局部點(diǎn)蝕、表面發(fā)黑和基材蝕損3個(gè)階段。貴州地區(qū)采用的桿塔防腐方式有傳統(tǒng)防腐涂裝技術(shù)和帶銹防腐涂裝技術(shù)兩種，帶銹防腐涂裝技術(shù)具有避免進(jìn)行人工除銹、節(jié)約防腐施工周期等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但無(wú)論是傳統(tǒng)防腐涂裝技術(shù)還是帶銹防腐涂裝技術(shù)均不能解決桿塔熱鍍鋅層在復(fù)雜、惡劣環(huán)境下腐蝕加快的問(wèn)題，因此對(duì)熱鍍鋅進(jìn)行改性研究以增加其耐腐蝕壽命，既能保證輸電桿塔現(xiàn)階段大氣污染環(huán)境的長(zhǎng)期使用壽命，又能減少防腐維護(hù)的次數(shù)，是將來(lái)輸電桿塔防腐研究的一個(gè)重要方向。

參 考 文 獻(xiàn)

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