新形勢下架空線路鐵塔局部腐蝕機理研究及對策

彭源

摘 要：近年來，我國的架空線路鐵塔頻頻發(fā)生腐蝕的情況，造成了嚴(yán)重的后果，已經(jīng)對鐵塔構(gòu)成了嚴(yán)重的事故隱患威脅。研究表明，輸電架空線路鐵塔的可靠性和安全性對整條輸電線路的安全運轉(zhuǎn)產(chǎn)生了直接影響。我們有必要使用有針對性的防護(hù)對策來實現(xiàn)塔腳的特殊防腐目的。因此，簡單介紹了新形勢下架空線路鐵塔局部腐蝕機理的研究。

關(guān)鍵詞：架空線路；鐵塔；腐蝕；塔腳

中圖分類號：TM775 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.094

輸電桿塔是一種塔形及桿形的構(gòu)建物，能有效支撐地線與架空輸電線路導(dǎo)線，使兩者之間與地面保持一定的距離。由此可知，輸電桿塔的可靠性、安全性對整個輸電線路的安全運轉(zhuǎn)有直接影響。近年來，我國的架空線路鐵塔頻頻發(fā)生腐蝕的情況，且其塔腳的局部腐蝕最為嚴(yán)重，具有極大的危害性。

2009年，我國出現(xiàn)的220 kV線路十七號鐵塔塔腳局部腐蝕損傷如圖1所示；2012-06出現(xiàn)的220 kV線路甲十六號鐵塔塔腳局部出現(xiàn)的嚴(yán)重腐蝕損傷如圖2所示。由于此類腐蝕的損傷部位不容易被發(fā)現(xiàn)，所以，去對架空線路鐵塔構(gòu)成了非常大的威脅，引起了我國相關(guān)部門的關(guān)注和重視。

1 架空線路鐵塔的局部腐蝕現(xiàn)象

1.1 宏觀檢查架空線路鐵塔的局部腐蝕

通過對架空線路鐵塔局部腐蝕現(xiàn)場的檢查發(fā)現(xiàn)，其腐蝕部位主要在塔腳附近水泥外表的窄小范圍內(nèi)。多數(shù)情況下，該鐵塔是置身于田地中的，架空線路鐵塔的基礎(chǔ)保護(hù)帽表面相對較平，其周圍環(huán)境往往存在叢生的雜草。此外，該塔的其他位置外表保護(hù)層基本沒有破損，也沒有明顯的腐蝕情況。

在架空線路鐵塔局部出現(xiàn)腐蝕的情況下，在現(xiàn)場對其主材更換下來的一段根部樣品進(jìn)行查看后發(fā)現(xiàn)，其腐蝕部分上、下兩處在外觀上存在明顯區(qū)別。塔腳根部樣品外貌如圖3所示，其下方存有兩排螺栓孔，外表鍍鋅層沒有嚴(yán)重的破損，相對完整，個別部位存有白色的附著物，這是埋入水泥內(nèi)的固定端，且其上方的外表保護(hù)漆也相對完整，沒有嚴(yán)重的破損。如果仔細(xì)觀察腐蝕的部位會發(fā)現(xiàn)，該處受到的腐蝕破壞非常嚴(yán)重，如圖4所示，甚至角鋼某邊的缺口長達(dá)邊長的75%左右，其他部位也存在明顯的減薄情況。

1.2 電化學(xué)測量相關(guān)數(shù)據(jù)

通常情況下，架空線路鐵塔選用Q235熱鍍鋅角鋼作為原材料，一般通過熱鍍鋅來預(yù)防角鋼在工作環(huán)境中出現(xiàn)腐蝕情況。但對于Q235熱鍍鋅角鋼而言，其所處大氣環(huán)境的腐蝕速度較快，尤其是當(dāng)角鋼的鍍鋅層受到破損失去保護(hù)后，會在很短的時間內(nèi)被銹蝕減薄，腐蝕速度非?？?。所以，對于鍍鋅鋼而言，主要根據(jù)鍍鋅層的腐蝕速度來判斷其工作壽命?？紤]到架空線路鐵塔不同部位所處的環(huán)境不同，可以通過腐蝕電化學(xué)測量了解架空線路鐵塔鍍層的腐蝕速度。

2 架空線路鐵塔局部腐蝕機理研究

研究發(fā)現(xiàn)，架空線路鐵塔在大氣、混凝土中所遭受的腐蝕相對較慢，但在大氣與混凝土交界處的腐蝕速度是在大氣或混凝土中的4倍。如果在大氣環(huán)境中塔腳表面是干燥的，則不會遭到腐蝕。由于在混凝土中氧氣的擴散速度較慢，所以，該塔的腐蝕速度也會變慢。而塔腳處于大氣與混凝土的交界處，處于持續(xù)濕潤的環(huán)境中，加之大氣中的含氧量高，促使其腐蝕速度加快，直至架空線路鐵塔被破壞失效。

經(jīng)過觀察遭受腐蝕的鐵塔塔腳發(fā)現(xiàn)，塔腳保護(hù)帽相對較平，易累積塵土，且架空線路的鐵塔通常處于農(nóng)田中，周圍都是含水量較高的土壤，導(dǎo)致田地中的水分無法擴散到塔腳根部的塵土中，導(dǎo)致所累積的塵土處于持續(xù)濕潤的狀態(tài)下，為架空線路鐵塔局部遭受腐蝕提供了條件。相關(guān)資料表面，如果架空線路鐵塔表面有較致密的保護(hù)層，則能有效避免鐵塔被腐蝕。

3 預(yù)防腐蝕的措施

架空線路鐵塔局部與混凝土連接處的結(jié)構(gòu)特殊、周圍環(huán)境的影響是引發(fā)塔腳局部出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕損害的主要因素。除此之外，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，架空線路鐵塔的一般防護(hù)對策無法避免塔腳局部腐蝕的情況發(fā)生，我們有必要使用有針對性的防護(hù)對策來達(dá)到塔腳特殊防腐的目的。

基于以上架空線路鐵塔局部腐蝕機理分析結(jié)果，能有針對性地制訂出有效預(yù)防鐵塔局部出現(xiàn)腐蝕損傷的防護(hù)對策，其主要原則是阻斷塔腳腐蝕進(jìn)程中所需要的有利環(huán)境，中斷相應(yīng)環(huán)節(jié)，具體內(nèi)容為：①現(xiàn)場的工作人員需要定期進(jìn)行檢查，及時清除架空線路鐵塔的塔腳部分所堆集的鹽分、塵土；②我們可以在制作混凝土維護(hù)帽時將其制成斜面，從而有效防止塵土堆集在塔腳根部；③可以在架空線路鐵塔的塔腳與混凝土基礎(chǔ)連接處上、下方各50 mm處采用環(huán)氧樹脂涂抹，敷上厚度為1 mm的保護(hù)層，使架空線路鐵塔的塔腳易出現(xiàn)腐蝕的部位不會接觸腐蝕介質(zhì)。

上述對策辦法已經(jīng)應(yīng)用在部分輸電線路的架空線路鐵塔上1年，經(jīng)過觀察研究發(fā)現(xiàn)，該塔的防護(hù)之處并沒有出現(xiàn)異常。

4 結(jié)束語

新形勢下，架空線路鐵塔局部腐蝕損傷部位不易被我們發(fā)現(xiàn)，相對隱蔽，具有較大的危害性。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，架空線路鐵塔的一般防護(hù)對策無法避免塔腳局部腐蝕的情況發(fā)生。本文詳細(xì)講解了塔腳的腐蝕機理以及相應(yīng)的預(yù)防措施，且這些措施已經(jīng)在部分架空線路鐵塔上進(jìn)行了應(yīng)用，取得了較好的效果。

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〔編輯：張思楠〕