環(huán)氧樹(shù)脂包繞拉線銹蝕的原因分析與治理方案

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)用于輸電線路砼電桿的拉線包裹，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)的拉線銹蝕情況進(jìn)行排查分析，提出了銹蝕拉線的治理方案。

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

中圖分類號(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)用于輸電線路砼電桿的拉線包裹，堵塞了拉線被盜的安全漏洞，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輸電線路倒桿事故，最終確定是由環(huán)氧樹(shù)脂包繞拉線尾端銹蝕、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)線路環(huán)氧樹(shù)脂包繞的拉線銹蝕情況進(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）若拉線本身質(zhì)量良好，但包繞工藝不合格，則裸露在外的拉線銹蝕情況較輕，包繞內(nèi)部會(huì)加速銹蝕;

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

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

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

2 拉線的銹蝕機(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 拉線銹蝕的原因分析

3.1 運(yùn)行的環(huán)境

拉線長(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)鋼絞線的防腐作用大大減弱。拉線包裹環(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)入拉線內(nèi)部，從而開(kāi)始了拉線腐蝕過(guò)程。

鍍鋅鋼絞線隨著應(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 鍍鋅鋼絞線結(jié)構(gòu)

砼桿的拉線主要由鋼絞線、UT線夾和拉線捧組成。銹蝕最嚴(yán)重的鍍鋅鋼絞線，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)的雨水與鋼絞線長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋼絞線內(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，拉線沒(méi)有被腐蝕，敲開(kāi)后的環(huán)氧樹(shù)脂成塊狀;當(dāng)拉線發(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)不及加速拉線銹蝕帶來(lái)的危害。

4 拉線銹蝕治理方案

根據(jù)對(duì)東區(qū)電網(wǎng)銹蝕拉線的檢查情況，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)脂包繞的拉線的處理

對(duì)該類拉線要求全部打開(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)銹蝕的拉線及附件進(jìn)行更換，并采用UT倒掛方式。拉線與拉線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)行拉線更換，但要在護(hù)墩與拉線或UT連接部位涂刷瀝青漆進(jìn)行防腐處理。

（2）如拉線銹蝕較為嚴(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，并采用UT倒掛形式，拉線與拉線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）拉線浸泡在水中的，采用加大的拉線盤(pán)或螺旋地錨，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用延長(zhǎng)的拉線棒，確保與拉線連接部位露出水面。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）更換的拉線及拉線棒提高一個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，如拉線35型的提升至50型，拉線棒16型的提升至18型，以此類推，延長(zhǎng)拉線使用壽命。

（2）對(duì)于拉線及其附件（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)拉線棒及拉線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。