變電站接地網(wǎng)防蝕保護(hù)的策略

張雷

摘 要：變電站的接地系統(tǒng)是維護(hù)電力系統(tǒng)安全可靠運行、保障運行人員和電氣設(shè)備安全的根本保障和主要措施。由于電力技術(shù)的蓬勃發(fā)展和變電站容量的持續(xù)擴大，對變電站接地網(wǎng)安全性的要求也就越來越高。接地網(wǎng)埋設(shè)于土壤中，很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕。該文就變電站接地網(wǎng)如何防蝕展開討論，對于電網(wǎng)的安全運行有很重要的意義。

關(guān)鍵詞：變電站 電網(wǎng) 接地網(wǎng) 腐蝕

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-01

腐蝕帶來的破壞形式很多，不同情況下引起金屬腐蝕的原因也不相同，而且影響因素十分復(fù)雜。因此，不同條件下應(yīng)采取的防腐蝕保護(hù)方法也是不同的，涉及范圍很廣。對于每種防腐蝕保護(hù)方法都有其適用的條件和范圍，某一種保護(hù)措施對一定的條件是有效的，但對其它的條件就不見得有效，同時采用兩種或者多種防腐措施進(jìn)行聯(lián)合保護(hù)，其防腐效果遠(yuǎn)一般來講比單一的措施要好。所以，在一個具體的腐蝕體系中，選取的防腐蝕措施要根據(jù)腐蝕原因、環(huán)境條件、各種措施的防腐蝕效果、施工難易程度以及造價等綜合考慮。防腐蝕工程技術(shù)通常分為四大類。

1 正確選用耐腐蝕材料

針對特定的工程性結(jié)構(gòu)物、工藝用途和由工況條件所決定的腐蝕性環(huán)境，選用適宜的耐腐蝕材料是防止或減輕腐蝕的簡便有效的主要措施。為此，首先應(yīng)弄清楚設(shè)備材料所在的環(huán)境介質(zhì)和工況條件，了解介質(zhì)的成分、溶度，雜質(zhì)種類及其含量，流速、溫度及溫度差異，導(dǎo)電性和pH值，設(shè)備的工作壓力及材料的受力狀態(tài)，可能生出的腐蝕產(chǎn)物性質(zhì)，以及在這種環(huán)境介質(zhì)中可能產(chǎn)生的腐蝕類型，產(chǎn)品特殊要求等。

選材時既要充分考慮材料的耐蝕性，又要考慮材料的物理化學(xué)性能和加工特性。但值得注意的是，任何材料都不是萬能的，所謂的耐腐蝕也是相對的，材料的選擇應(yīng)該兼顧可靠性和經(jīng)濟性。選材時應(yīng)全面的考慮金屬材料、非金屬材料和內(nèi)襯材料的差異及其在特定工況條件和工藝介質(zhì)中實用性和經(jīng)濟性。

金屬材料料與環(huán)境介質(zhì)相互作用造成的破壞與變質(zhì)，因此控制或者改變環(huán)境就能有效地控制腐蝕。目前，環(huán)境處理已經(jīng)是廣泛采用的主要防腐蝕技術(shù)之一。環(huán)境處理指的是應(yīng)用物理或化學(xué)的方法減小環(huán)境介質(zhì)的腐蝕性以控制環(huán)境對金屬的腐蝕。常用的方法有：

1.1 去除介質(zhì)中的腐蝕性組分

如脫除空氣中的水分，除去水中的氧，脫出原油中的鹽分等。

1.2 調(diào)節(jié)介質(zhì)中pH值

如控制水溶液、土壤的pH值，調(diào)整至低腐蝕性的范圍。如鍋爐給水中加氨處理，通過中和水中CO2提高pH值而減緩腐蝕。

1.3 改變環(huán)境介質(zhì)的條件和狀態(tài)

環(huán)境的溫度和壓力，介質(zhì)的成分、溶度和流速等均可對材料的腐蝕速率產(chǎn)生顯著影響。

1.4 緩蝕劑保護(hù)

在腐蝕所在環(huán)境中加入一定量的化學(xué)物質(zhì)金屬腐蝕大大減緩的方法稱為緩蝕劑保護(hù)，所加入的化學(xué)物質(zhì)就是緩蝕劑。采用緩蝕劑保護(hù)，由于使用簡單、投資很小、收到效果很快而得到廣泛的

應(yīng)用。

緩蝕劑的保護(hù)效果與腐蝕介質(zhì)的理化狀態(tài)、溫度以及材料的種類和性質(zhì)以及緩蝕劑本身的種類和使用量等有很大的關(guān)系。也就是說緩蝕劑的保護(hù)的選擇有嚴(yán)格的要求，需要對金屬-介質(zhì)體系具有良好的保護(hù)效果。一般而言，緩蝕劑在循環(huán)系統(tǒng)中應(yīng)用的效果和經(jīng)濟性較好。采用緩蝕劑還應(yīng)該考慮對生產(chǎn)工藝過程和產(chǎn)品質(zhì)量有無影響，應(yīng)綜合考慮應(yīng)用效果和經(jīng)濟性。

2 表面涂覆層保護(hù)

表面涂覆層保護(hù)就是依靠物理的、化學(xué)的方法，在金屬材料表面涂覆一層耐腐蝕的材料，以達(dá)到減緩腐蝕、保護(hù)機體金屬的目的，又稱涂鍍層保護(hù)或者表面保護(hù)。這種減緩腐蝕的方法，由于施工簡單、消耗涂層少、得到的效果好以及造價相對較低而獲得了廣泛的應(yīng)用。這類方法主要包括涂鍍層保護(hù)、表面處理和內(nèi)襯。涂鍍層按其材料不同分為有機涂層、無機涂層和金屬性鍍層。

控制腐蝕的表面涂覆層技術(shù)可以通過三種途徑起保護(hù)作用：機械性保護(hù)，化學(xué)性保護(hù)和陰極性保護(hù)。為了保障表面涂覆層的耐蝕性，要求其均勻完整、致密無孔，與基體金屬粘接牢固，并且具有一定的強度和韌性。

3 電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)保護(hù)就是利用金屬電化學(xué)腐蝕過程的極化特性控制腐蝕的方法。簡單的講，是對金屬設(shè)備人為的施加一定的保護(hù)電流，使得金屬的腐蝕速度迅速降低的防腐蝕技術(shù)。

將被保護(hù)設(shè)備在指定的環(huán)境介質(zhì)中進(jìn)行外加陰極極化以減小或者防止金屬腐蝕的方法稱為陰極保護(hù)法?？梢酝ㄟ^外加電流施加極化電流或連接電位更加負(fù)的犧牲陽極兩種途徑實施陰極保護(hù)。陰極保護(hù)適用于幾乎所有金屬材料。

將被保護(hù)設(shè)備在指定的環(huán)境介質(zhì)中進(jìn)行外加電流陽極極化至一定電位，是金屬建立起鈍態(tài)和生成穩(wěn)定鈍態(tài)膜并能維持這種鈍態(tài)，從而顯著降低金屬腐蝕速度，這就是陽極保護(hù)法。陽極保護(hù)法主要使用在活化或鈍化轉(zhuǎn)變行為的介質(zhì)體系。

4 合理的防腐蝕設(shè)計

控制腐蝕應(yīng)從結(jié)構(gòu)物的項目設(shè)計開始就予以重視和必要的考慮，這是從大量實踐總結(jié)出來的一條重要經(jīng)驗。防腐設(shè)計的內(nèi)容主要包括防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計、防蝕方法選擇、防蝕強度設(shè)計、材料選擇和加工、安裝過程的防蝕要求等。

防蝕強度設(shè)計應(yīng)按均勻腐蝕和局部腐蝕兩類情況分別考慮。在均勻腐蝕的條件下只需考慮由于腐蝕造成的壁厚減薄對強度的影響。因此，為了保證強度和可靠使用，項目設(shè)計時必須考慮腐蝕裕量。設(shè)備的壁厚應(yīng)等于機械強度計算的厚度加腐蝕裕量，對關(guān)鍵部位還應(yīng)乘以足夠的安全系數(shù)。

但是，在局部腐蝕為主的情況下，強度設(shè)計沒有統(tǒng)一的計算公式，一般可通過選材、控制環(huán)境、改變結(jié)構(gòu)設(shè)計和安裝以及將在服役的過程中啟用的監(jiān)測裝置等來解決。

在實踐中已總結(jié)出防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計若干適用原則，以便在設(shè)計時作為參考。例如，結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇簡單，便于裝卸與檢查；避免應(yīng)力集中；避免與金屬接觸；溫度分布盡可能的均勻，避免局部過熱；管道系統(tǒng)應(yīng)避免滯流和沖擊，保證流速均勻和順暢等?？傊诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量地采用簡便可行、經(jīng)濟合理、可以避免和減輕腐蝕的結(jié)構(gòu)形狀和保護(hù)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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