架空輸電線路的腐蝕成因與對(duì)策研究

夏玉林

【摘 要】針對(duì)架空輸電線路的腐蝕問題，進(jìn)行原因分析，并對(duì)線路中不同元件的腐蝕，采取了不同的防腐措施。

【關(guān)鍵詞】輸電線;腐蝕 ;措施

【Abstract】The corrosion problem of overhead transmission lines is analyzed， and the corrosion of different components in the line is taken， and different anti - corrosion measures are taken.

【Key words】Transmission line;Corrosion

高壓架空輸電線路經(jīng)過污穢嚴(yán)重地區(qū)，特別是化工區(qū)地段，工廠排出的煙塵和有害氣體等，使空氣遭到污染，其桿塔、金和導(dǎo)地線都會(huì)受到腐蝕，使保護(hù)桿塔、金具和導(dǎo)地線的鍍鋅層遭到破壞，失去保護(hù)作用，從而使桿塔、金具和導(dǎo)地線等設(shè)施發(fā)生銹蝕，降低強(qiáng)度，影響安全運(yùn)行，縮短線路使用年限。另外，除空氣污染腐蝕外，不同金屬的直接接觸、或與酸性、堿性化學(xué)物品的接觸等也都能產(chǎn)生腐蝕，線路經(jīng)過鹽堿地帶時(shí)對(duì)桿塔接地裝置和鐵塔基礎(chǔ)均能產(chǎn)生腐蝕。因此，對(duì)于腐蝕原因要進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查，才能采取正確的防腐蝕措施。

1. 金屬腐蝕原因分析

制定防腐措施時(shí)，首先必須了解腐蝕產(chǎn)生的原因，了解腐蝕機(jī)理，才能采取有效的防治辦法。

1.1 溶液腐蝕。

金屬在干燥的空氣中形成的氧化膜一般能起到保護(hù)內(nèi)部的作用，但是，果金屬表面有水分存在，就會(huì)形成電解質(zhì)溶液，加之金屬表面的物理特性和化學(xué)成份的不均勻性，使電解溶液成為局部微電池，導(dǎo)致金屬腐蝕。

1.2 空氣腐蝕。

（1）金屬在各種氣體中的耐腐蝕各不相同，對(duì)亞硫酸氣體，鋁的耐腐蝕性比銅好，而對(duì)沿海含鹽的潮濕空氣來說，則以銅為最好。對(duì)導(dǎo)線的空氣曝露試驗(yàn)表明單股線在條件較好的農(nóng)業(yè)區(qū)，除鋼線外，腐蝕都比較輕，而且各材質(zhì)之間差異不大，在腐蝕情況較嚴(yán)重地區(qū)，以銅耐腐蝕性為最好。絞線的腐蝕情況要比單股線輕，線股數(shù)較多時(shí)，內(nèi)層線由于受到外層的保護(hù)而腐蝕減輕。線股越細(xì)，腐蝕就越嚴(yán)重;鋁股線的純度越高其耐腐蝕性就越強(qiáng)。

（2）目前使用量最大的鋼芯鋁絞線產(chǎn)生腐蝕的原因是：空氣腐蝕、鋼線和鋁線間的接觸腐蝕，絞線中的問隙腐蝕等。

2. 防腐措施

防腐無非有以下幾個(gè)措施：應(yīng)選擇能避開腐蝕環(huán)境的線路路徑;根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的原因，選擇最適當(dāng)?shù)牟牧?表面覆蓋保護(hù)層。

2.1 導(dǎo)線防腐。

在制造導(dǎo)線所用的鐵、銅、鋁三種材料中，銅除了在有亞硫酸腐蝕氣體的地區(qū)外，能適用用于其它各種環(huán)境，一般不必采取防腐措施，因此主要是鋁線和鋼線的防腐。

2.1.1 鋁線防腐。

（1）鋁導(dǎo)線應(yīng)避免與異種金屬的接觸腐蝕方法是把鋼芯換成鋁合金線或把鋼芯和鋁線都換成鋁合金線，但導(dǎo)線強(qiáng)度較低。

（2）使鋼芯鋁線與空氣隔離方法是涂防腐劑。防腐劑主要采用無皂黃油和非晶型蠟?？刹捎幂p防、中防、重防型鋼芯鋁絞線。

（3）提高鋼芯的耐腐蝕性方法是采用鋁包鋼線;鋁鋅合金鍍層鋼芯鋁絞線。這是目前工程中較常采用的方法之一。

（4）提高鋁線的耐腐蝕性最外層用高純度鋁的鋼芯鋁絞線。

2.1.2 鋼線防腐。

雖然架空地線主要使用鍍鋅的鋼絞線，但由于耐腐蝕性能差，因此腐蝕速度大大超過鋁線。采用鋁包鋼線;鍍鋅合金鍍層鋼絞線，是目前工程中較常采用的方法之一。

2.2 鐵塔防腐。

（1）鍍鋅：鐵塔所用鋼材應(yīng)全部熱鍍鋅以進(jìn)行表面覆蓋保護(hù)，鍍鋅是防治鋼材腐蝕的有效辦法，由于鋅比鐵的活動(dòng)性能差，可以保護(hù)鐵，同時(shí)，鋅腐蝕后的生成物是一種結(jié)構(gòu)細(xì)密能防止進(jìn)一步腐蝕的化合物。。

（2）刷漆：如果鍍鋅鐵塔的使用期限已超過鍍鋅的耐用年數(shù)，鐵塔表面發(fā)現(xiàn)黃色的銹蝕，在螺栓固定處或雨水不易刷到的角落，塔材易腐蝕，可采用鋅（锘）黃底漆;外層漆主要考慮耐水、耐溫，可采用長油度醇酸樹脂涂料和鋁粉漆。

2.3 接地體防腐。

（1）一般的防腐方法：考慮到與空氣相臨的淺層土壤對(duì)接地體的腐蝕更為嚴(yán)重，對(duì)接地引下線加以鍍鋅，而水平接地體則由于現(xiàn)場不便鍍鋅而將鋼筋直接埋入地下，對(duì)腐蝕比較嚴(yán)重的場合，一般考慮適當(dāng)加大接地圓鋼的直徑。通?；A(chǔ)也要考慮防腐，基礎(chǔ)防腐時(shí)通常將基礎(chǔ)本身與周圍環(huán)境隔離形成絕緣體，不但不能提供附加的接地作用，當(dāng)接地裝置一旦失效，當(dāng)沖擊電壓到來而無處釋放時(shí)，有可能導(dǎo)致基礎(chǔ)防腐層的電氣擊穿，進(jìn)而使基礎(chǔ)防腐層失去防腐作用。因此，對(duì)接地體防腐提出了較高的要求。

（2）對(duì)于腐蝕較為嚴(yán)重的地區(qū)，通常采用以下方法加以解決。

2.3.1 改用其他的材質(zhì)接地體。

銅的電解腐蝕率雖然略高于鋼，但銅具有較好的抗自然腐蝕的能力，在土壤中銅的腐蝕率是較低的，但是造價(jià)高且易被盜。

2.3.2 在接地體上熱鍍鋅。

鋅是相當(dāng)活潑的金屬，在鋅層沒有被破壞的情況下，鋅的表面會(huì)生成一層薄而致密的腐蝕產(chǎn)物，并均勻地覆蓋在表面上起著隔離周圍介質(zhì)的作用，從而阻止進(jìn)一步腐蝕，在鋅層發(fā)生破壞并顯露鐵點(diǎn)時(shí)，鋅作為陽極被溶解，鐵只起傳導(dǎo)電子作用，受到保護(hù)。

2.3.3 在接地體上涂刷導(dǎo)電防腐涂料。

導(dǎo)電防腐涂料為天然高分子材料、導(dǎo)電高分子材料、阻聚劑、抗氧劑、稀釋劑和填料等物質(zhì)組成的涂料。起防腐原理是以有機(jī)涂層阻隔電解質(zhì)溶液對(duì)鋼材的侵潤，使之不能形成微電池而得到保護(hù)。

2.3.4 犧牲陽極。

犧牲陽極為陰極保護(hù)的一種形式，它是應(yīng)用一種電位很負(fù)的金屬或合金與被保護(hù)金屬緊密連接，使被保護(hù)的金屬成為陰極，而這種電位很負(fù)的金屬或合金因供給被保護(hù)金屬的陰極電流而腐蝕，就稱為犧牲陽極。

犧牲陽極材料常用鎂合金、鋅合金或鋁合金，但此方法在接地防腐中很少采用。

2.3.5 局部換土。

（1）在接地槽內(nèi)換無腐蝕性的土壤，可使接地體處在無腐蝕性的土壤之中，但換土要遠(yuǎn)距離取土涉及運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用，換過的土經(jīng)過一段時(shí)間后，未換土部分土壤中的有機(jī)物會(huì)通過土壤中的毛細(xì)管傳到換過的土壤之中，使其變成有腐蝕性，從而使接地體腐蝕。（2）鋅-5%鋁-稀土鍍層。

鍍層中鋅的電極電位比較低，在電化學(xué)腐蝕中鋅為陽極，鋼為陰極，靠犧牲鋅來保護(hù)鋼。鍍層中的鋁的化學(xué)活性很強(qiáng)，極易與氧迅速發(fā)生反應(yīng)而生成致密的三氧化鋁保護(hù)膜并使鍍層表面鈍化，阻止自身氧化的繼續(xù)發(fā)生。

2.4 金具防腐。

金具與鐵塔一樣，都應(yīng)鍍鋅。對(duì)腐蝕嚴(yán)重地區(qū)也可象鐵塔一樣在安裝前進(jìn)行涂漆，安裝后對(duì)漆膜破壞部分應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漆。

2.5 基礎(chǔ)防腐。

腐蝕性強(qiáng)的地區(qū)如鹽堿化地區(qū)土壤中含有較多的氯離子和硫酸根離子。水泥、砂子、碎石與水拌合與鋼筋共同澆鑄而成為鋼筋混凝土，通過水泥與水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)凝固而成。在混凝土內(nèi)部存在著許多毛細(xì)管，侵入混凝土的硫酸鹽具有顯著的侵蝕作用，硫酸鹽能與混凝土作用生成硫鋁酸鈣和石膏，使固體體積增加兩倍多，導(dǎo)致混凝土體積膨脹而造成構(gòu)件開裂破壞。氯離子的破壞作用則是對(duì)混凝土內(nèi)部的鋼筋產(chǎn)生腐蝕，雖然混凝土是高堿性的，而鋼筋處于這種堿性條件下，表面能產(chǎn)生一種保護(hù)性氧化鐵薄膜，但氯離子具有極強(qiáng)的穿透能力，透過混凝土內(nèi)部的毛細(xì)管而達(dá)到其內(nèi)部的鋼筋表面，當(dāng)鋼筋周圍的氯離子含量達(dá)到一定程度時(shí)，其表面保護(hù)性氧化膜就會(huì)破裂，熱力學(xué)穩(wěn)定性降低，鋼筋則產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，而腐蝕產(chǎn)物的體積增大，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)使混凝土保護(hù)層順筋開裂，使存在于土壤中的有害離子更易在混凝土內(nèi)部對(duì)混凝土和鋼筋構(gòu)成直接危害，在硫酸根離子和氯離子的共同作用下，使混凝土迅速膨脹、剝落，鋼筋則使其截面迅速減少，承載力降低而導(dǎo)致鋼筋混凝土基礎(chǔ)破壞。這種狀況下的鋼筋混凝土基礎(chǔ)的腐蝕是最為嚴(yán)重的。

2.5.1 合理選擇混凝土品種。

合理選用水泥品種是抵抗一般腐蝕最經(jīng)濟(jì)的方法，如：選用氫氧化鈣含量較少的水泥，可抵抗軟水的侵蝕;選用鋁酸三鈣含量低的水泥，可抵抗硫酸鹽的腐蝕。

2.5.2 改良混凝土。

在鋼筋混凝土現(xiàn)場澆制時(shí)，加入改性環(huán)氧呋喃樹脂膠液，目的是增強(qiáng)鋼筋混凝土耐酸堿性能，增強(qiáng)其耐候性，減少混凝土內(nèi)部毛細(xì)管、提高其自身的防滲性能。

2.5.3 在基礎(chǔ)表面加防腐蝕涂層。

根據(jù)腐蝕原理，混凝土和金屬發(fā)生腐蝕須有水、氧離子存在和離子流動(dòng)的途徑，要防止混凝土和金屬產(chǎn)生腐蝕就要求在基礎(chǔ)表面有一種保護(hù)層能阻止水、氧離子和有害離子進(jìn)入混凝土內(nèi)部。目前最有效的辦法是在基礎(chǔ)表面涂防腐涂料。

2.5.4 提高混凝土的密實(shí)度。

通過改善施工方法，綜合采用提高混凝土密實(shí)度的各種措施，如合理設(shè)計(jì)混凝土配合比，降低水灰比，仔細(xì)選擇骨料，澆注過程中加強(qiáng)振搗，尤其是混凝土表面的振搗等，均能提高混凝土抗腐性。

參考文獻(xiàn)

[1] 架空輸電線路金具腐蝕分析及防護(hù)對(duì)策[Z].