輸電線路桿塔的腐蝕與防治對(duì)策

國(guó)網(wǎng)青海省電力公司海西供電公司 韓志斌 張子輝

輸電線路桿塔的腐蝕與防治對(duì)策

國(guó)網(wǎng)青海省電力公司海西供電公司 韓志斌 張子輝

根據(jù)對(duì)青海格爾木鹽湖地區(qū)鐵塔銹蝕情況的觀測(cè)，文中提出了輸電線路桿塔鍍鋅層腐蝕的防治對(duì)策。環(huán)境惡劣的地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)鐵塔監(jiān)造，重視現(xiàn)場(chǎng)鋅層厚度與鋅層附著強(qiáng)度的檢驗(yàn)，對(duì)大跨越鐵塔的鍍鋅應(yīng)提出特別要求，對(duì)大氣污染嚴(yán)重地區(qū)的輸電線路鐵塔，專門制定關(guān)于熱鍍鋅質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)。

輸電桿塔 熱鍍鋅 大氣腐蝕 防治

輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)件防腐保護(hù)性能的可靠性，是影響線路長(zhǎng)期安全運(yùn)行的重要因素之一。桿塔結(jié)構(gòu)件一般采用熱鍍鋅防腐。本文根據(jù)鍍鋅層在大氣環(huán)境中的腐蝕特點(diǎn)和青海部分地區(qū)輸電鐵塔銹蝕情況的觀測(cè)資料，提出輸電線路桿塔腐蝕的防治對(duì)策。

1 熱鍍鋅層對(duì)鋼鐵的防腐蝕作用

輸電線路桿塔采用熱鍍鋅防腐，可使桿塔結(jié)構(gòu)在室外暴露情況下獲得較長(zhǎng)的使用壽命。熱鍍鋅時(shí)，鋅與鋼鐵之間發(fā)生擴(kuò)散形成鋅鐵合金層，鋅鐵之間為冶金結(jié)合，比一般涂料結(jié)合更牢固，暴露在大氣環(huán)境中的鋅層數(shù)十年不會(huì)脫落。

鍍鋅層有小的裂紋或損壞時(shí)，鋅將以犧牲陽(yáng)極的型式繼續(xù)防止裂紋或損壞處的鋼鐵生銹，這是鍍鋅層比其他涂鍍層優(yōu)越的主要特點(diǎn)。由于鋅能溶解于酸和強(qiáng)堿，熱鍍鋅層只能適用于一般大氣和天然水環(huán)境中。鍍鋅層在接觸空氣和水時(shí)，可產(chǎn)生輕微的電化學(xué)腐蝕。在鄉(xiāng)村、叢林等空氣潔凈地區(qū)，鍍鋅層能維持多年，而在工業(yè)污染區(qū)和沿海地區(qū)，鍍鋅層的耐用年限就很短。鋅層耐用年限與鋅層厚度成正比。

2 鍍鋅層大氣腐蝕機(jī)理

2.1 大氣主要污染物對(duì)鍍鋅層的腐蝕影響

大氣中的主要污染物是二氧化硫和氮氧化合物,試驗(yàn)研究表明，氮氧化合物對(duì)鍍鋅層的腐蝕不明顯，二氧化硫?qū)﹀冧\層的腐蝕是主要的，其腐蝕過(guò)程主要是二氧化硫濕沉降薄液層下的電化學(xué)腐蝕過(guò)程。鋅在高濃度二氧化硫污染的自然環(huán)境中生成的腐蝕產(chǎn)物與鋅在高濕的二氧化硫氣體箱中形成的腐蝕產(chǎn)物相似，二氧化硫濕沉對(duì)鋅腐蝕的影響大于二氧化硫干沉對(duì)鋅腐蝕的影響。二氧化硫污染越重，鋅腐蝕越嚴(yán)重，在一定二氧化硫濃度下，濕度是影響鋅腐蝕的重要因素，即濕度越高，鋅腐蝕越快。

不同地點(diǎn)、不同時(shí)間進(jìn)行的暴露試驗(yàn)研究表明，環(huán)境溫度、濕度與二氧化硫共同對(duì)鋅腐蝕起作用，二氧化硫污染是控制鋅腐蝕的主要因素。工業(yè)城市大氣以二氧化硫污染為主，沿海地區(qū)海鹽粒子(氯化物濕沉)是主要污染因素，森林和熱帶雨林地區(qū)空氣較潔凈，鋅腐蝕屬于潮濕的大氣腐蝕。

處于工業(yè)大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，研究不同高度對(duì)鋼材腐蝕的影響，發(fā)現(xiàn)在地表的腐蝕率最大，在l～9 m高度內(nèi)腐蝕率有明顯下降，9～25 m高度內(nèi)腐蝕率的下降幅度很小，說(shuō)明隨高度增加大氣腐蝕的影響逐漸減弱。對(duì)試驗(yàn)區(qū)域主要污染物二氧化硫的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，二氧化硫濃度與材料腐蝕率成正比，地表二氧化硫濃度較大，9 m高度處濃度最小，25 m高度的二氧化硫濃度最大。但在25 m高度風(fēng)速大于地表，有利于污染物漂流擴(kuò)散。

2.2 青海海西鹽湖部分地區(qū)鐵塔腐蝕觀測(cè)結(jié)果

為了了解輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)受大氣腐蝕的影響，海西供電公司分別對(duì)某運(yùn)行10年左右的、位于青海格爾木鹽湖地區(qū)的330 kV線路鐵塔，近郊區(qū)某新建的、位于河道、農(nóng)田、高速公路與城鎮(zhèn)附近的330 kV線路鐵塔鋅鍍度的檢驗(yàn)

用戶不能只重視外觀整潔光亮，忽視鍍鋅層厚度要求，甚至忽略鋅層厚度檢驗(yàn)。有關(guān)研究表明0.2 %的鋁足以使鍍鋅層明顯降低，造成大面積鍍鋅層達(dá)不到要求。所以，應(yīng)該加強(qiáng)鐵塔監(jiān)造工作，監(jiān)造時(shí)要重視鍍鋅層厚度與鍍鋅層附著強(qiáng)度的檢驗(yàn)。如條件允許，應(yīng)進(jìn)行組塔前的現(xiàn)場(chǎng)鍍鋅層厚度層狀況進(jìn)行了觀測(cè)。觀測(cè)結(jié)果表明，城區(qū)和公路附近鐵塔鍍鋅層狀況明顯差于位于河道、農(nóng)田區(qū)域的鐵塔，說(shuō)明大氣污染物對(duì)鐵塔鍍鋅鍍層有顯著影響。

3 熱浸鍍鋅主要技術(shù)要求

輸電鐵塔熱浸鍍鋅采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13912-92，主要技術(shù)、質(zhì)量要求有明確規(guī)定。對(duì)鍍鋅層質(zhì)量的要求主要包括外觀、鋅層厚度(附著量)和附著強(qiáng)度等。

3.1 外觀

熱鍍鋅的目的是防腐蝕而非裝飾，不能用美觀性來(lái)判斷質(zhì)量好壞。合格的鍍件表面應(yīng)清潔、平滑、無(wú)損傷。鍍鋅后立即采取鈍化處理可避免或減少出現(xiàn)“白銹”現(xiàn)象，保證鍍件表面清潔。毛刺、結(jié)瘤和鋅灰(渣)是鍍鋅工藝不良造成的，雖不影響耐腐蝕性，但影響外觀，并可能影響安裝。局部漏鍍是標(biāo)準(zhǔn)不容許的，微小的漏鍍或鍍層損傷允許修復(fù)。

3.2 鍍鋅層厚度與附粉強(qiáng)度

鍍鋅層厚度與耐蝕壽命成正比，附著強(qiáng)度是耐蝕壽命的保證，必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。鍍鋅層厚度與均勻性可用硫酸銅試驗(yàn)法檢驗(yàn)，鋅層附著強(qiáng)度可錘擊試驗(yàn)，也可用硬刀試驗(yàn)(適用性強(qiáng))。

4 輸電線路桿塔腐蝕防治對(duì)策

根據(jù)實(shí)際觀測(cè)和試驗(yàn)結(jié)果結(jié)合鐵塔鍍鋅質(zhì)量要求，提出輸電線路桿塔腐蝕防治對(duì)策。

4.1 加強(qiáng)鐵塔監(jiān)造，重視現(xiàn)場(chǎng)鋅層厚度與鋅層附著強(qiáng)抽樣檢驗(yàn)。

4.2 針對(duì)特別塔型制定特殊要求

輸電線路大跨越工程越來(lái)越多，其鐵塔高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在運(yùn)行中不便檢測(cè)腐蝕情況，修復(fù)和更換困難。對(duì)于這類鐵塔鋼結(jié)構(gòu)件的鍍鋅應(yīng)提出特別要求。對(duì)局部材料可采取增加鍍鋅層厚度的特別要求。施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行鐵塔鋼結(jié)構(gòu)件的鍍鋅質(zhì)量檢查工作。

4.3 大氣污染嚴(yán)重區(qū)域的防治措施

對(duì)跨越鹽湖地區(qū)、礦山、工業(yè)污染區(qū)等存在嚴(yán)重大氣污染物區(qū)域的輸電線路，應(yīng)根據(jù)局部環(huán)境下污染物對(duì)鐵塔的腐蝕特點(diǎn)，采取鐵塔防腐措施。一般仍采用熱鍍鋅防腐，但應(yīng)增加鍍鋅層厚度，保證鐵塔鍍鋅層的耐蝕壽命。

4.4 制定有關(guān)熱鍍鋅的標(biāo)準(zhǔn)

考慮到大氣污染物對(duì)鐵塔鍍鋅層的腐蝕影響，對(duì)跨越工業(yè)大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，如跨越礦山、鹽湖地區(qū)的輸電線路鐵塔，應(yīng)制定這些地區(qū)關(guān)于熱鍍鋅質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)，便于鐵塔監(jiān)造，也可為鐵塔訂貨方提供相關(guān)技術(shù)條件。鐵塔構(gòu)件存在微小的漏鍍或鍍層損傷時(shí)允許修復(fù)，目前采用的方法多種多樣，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可依。應(yīng)該盡快制定熱鍍鋅層修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，保證熱鍍鋅層修復(fù)質(zhì)量。