輸電線路鐵塔塔腿腐蝕及防治對(duì)策

左偉

摘要： 鐵塔是輸電線路中的關(guān)鍵構(gòu)件，具有支撐導(dǎo)線、地線及其他部件的功能，其服役狀態(tài)直接關(guān)系整個(gè)電網(wǎng)的供電安全。大部分的架空輸電塔都位于野外，其周邊環(huán)境非常復(fù)雜，因此，塔體的銹蝕是不可避免的。銹蝕會(huì)使塔架截面變小，承載能力下降，從而降低塔架的使用性能和使用壽命。為解決輸電線路鐵塔的塔腿腐蝕現(xiàn)象，分析輸電線路鐵塔塔腿腐蝕的原因和危害，并提出腐蝕的防治對(duì)策，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞： 輸電線路 鐵塔塔腿腐蝕 防治對(duì)策 電位保護(hù)

中圖分類號(hào)： TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-3791（2023）24-0076-03

解決輸電線路鐵塔塔腿腐蝕問(wèn)題對(duì)于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和供電安全具有重要意義。長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境和大氣污染物的作用下，鐵塔塔腿容易遭受腐蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降和塔身不穩(wěn)定，甚至引發(fā)塔體倒塌這樣的嚴(yán)重事故。因此，研究塔腿腐蝕的原因和防治對(duì)策，對(duì)于提高輸電線路的可靠性、延長(zhǎng)鐵塔壽命、保障電力供應(yīng)的連續(xù)性具有重要價(jià)值。

1 塔腿腐蝕的原因

1.1 濕度和氣候條件

濕度和氣候條件是鐵塔塔腿生銹的主要原因之一。濕度高的環(huán)境容易導(dǎo)致鐵塔塔腿表面水分聚集，形成水膜，從而加速金屬的氧化反應(yīng)。此外，氣候條件如潮濕、多雨、多霧等也會(huì)增加鐵塔塔腿受到水分不同程度的侵蝕。

1.2 氧氣和金屬的接觸

鐵塔塔腿的生銹也是氧氣和金屬的接觸造成的。鐵在接觸氧氣時(shí)容易發(fā)生氧化反應(yīng)，形成氧化鐵，即鐵銹。在氧化反應(yīng)的過(guò)程中，鐵離子會(huì)與氧氣結(jié)合，從而形成三價(jià)鐵離子，最終與水分子結(jié)合形成氫氧化鐵。當(dāng)鐵塔塔腿表面存在腐蝕、劃傷或破損等情況時(shí)，氧氣更容易與金屬接觸，從而加快了氧化速度。

1.3 鹽霧和化學(xué)物質(zhì)

鹽霧和化學(xué)物質(zhì)也是導(dǎo)致鐵塔塔腿生銹的原因之一。近海附近的地區(qū)，鹽霧會(huì)隨著海風(fēng)飄到鐵塔塔腿表面，當(dāng)鹽分與金屬發(fā)生反應(yīng)，金屬的氧化速度就增加了。此外，化學(xué)物質(zhì)如酸雨、硫化氫等也會(huì)加速鐵塔塔腿的腐蝕速度。

1.4 金屬材料和涂層質(zhì)量

金屬材料的質(zhì)量和涂層的質(zhì)量也會(huì)影響鐵塔塔腿的生銹情況。如果金屬材料的質(zhì)量不過(guò)關(guān)，存在雜質(zhì)或缺陷等問(wèn)題，就容易導(dǎo)致金屬表面的氧化反應(yīng)。而涂層質(zhì)量差、涂層破損或缺失等情況則會(huì)使金屬直接暴露在外界環(huán)境中，增加了金屬的腐蝕和生銹風(fēng)險(xiǎn)。

2 塔腿腐蝕的影響

2.1 減弱鐵塔的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

鐵塔作為輸電線路的支撐結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的減弱會(huì)直接影響線路的穩(wěn)定性和安全性。腐蝕會(huì)導(dǎo)致鐵塔材料的損失和腐蝕層的形成，使鐵塔的厚度和強(qiáng)度減小。隨著腐蝕的不斷發(fā)展，鐵塔可能會(huì)出現(xiàn)裂紋、變形等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)甚至可能出現(xiàn)塔體倒塌。這將對(duì)輸電線路的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

2.2 增加輸電線路的故障率

腐蝕使鐵塔的強(qiáng)度降低，容易導(dǎo)致線路發(fā)生斷裂、短路等故障。鐵塔的腐蝕狀況越嚴(yán)重，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力就越低，越容易發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)等變形，導(dǎo)致導(dǎo)線間距變化和導(dǎo)線斷裂。這些故障不僅會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)停電，還會(huì)對(duì)周邊地區(qū)的供電穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.3 對(duì)電力系統(tǒng)的安全性產(chǎn)生潛在威脅

腐蝕可能不僅僅局限于鐵塔表面，還會(huì)滲透鐵塔內(nèi)部，影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這樣的腐蝕問(wèn)題可能不易被察覺(jué)，但會(huì)潛在地威脅電力系統(tǒng)的安全。此外，鐵塔的腐蝕還可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)的維護(hù)工作變得困難以及成本的增加。腐蝕嚴(yán)重的鐵塔需要進(jìn)行頻繁的檢修和修復(fù)，增加了維護(hù)成本和工作量［1］。腐蝕的鐵塔可能需要提前被更換，這導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)和線路的停電時(shí)間增加。

3 塔腿腐蝕的防治對(duì)策

3.1 防腐涂層技術(shù)

防腐涂層技術(shù)是目前廣泛采用的防治輸電線路鐵塔塔腿腐蝕的方法之一。下面將詳細(xì)闡述防腐涂層技術(shù)中的兩個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)：確保涂層的質(zhì)量和厚度以及使用耐候性好的涂層材料。

3.1.1 涂層質(zhì)量與厚度

確保涂層的質(zhì)量和厚度非常重要，涂層的質(zhì)量直接影響著防腐效果的持久性和可靠性。涂層應(yīng)具有良好的附著力和耐磨性，以確保其能夠在長(zhǎng)期使用中保持穩(wěn)定性。此外，涂層的厚度也很關(guān)鍵，一般會(huì)根據(jù)具體的工程要求被合理控制。太厚的涂層可能會(huì)導(dǎo)致涂層厚度不均勻，增加涂層的脆性，降低其防腐效果；而過(guò)薄的涂層則可能無(wú)法提供足夠的保護(hù)層，容易受到外部環(huán)境的侵蝕。

3.1.2 使用耐候性好的涂層材料

選擇耐候性好的涂層材料也是至關(guān)重要的，由于輸電線路鐵塔處于室外環(huán)境中，需要面對(duì)各種惡劣的天氣條件和環(huán)境因素，如高溫、多雨以及雨水中的鹽分和酸性物質(zhì)等。因此，涂層材料必須具備良好的耐候性，以便長(zhǎng)期暴露于這些環(huán)境中還能保持穩(wěn)定性。一種常用的耐候性好的涂層材料是聚酯粉末涂料。聚酯粉末涂料具有優(yōu)異的耐候性、耐腐蝕性和抗紫外線性能，能夠有效地防止鐵塔塔腿的腐蝕［2］。

3.2 定期檢查和維護(hù)

為了有效防止腐蝕的發(fā)生，定期檢查和維護(hù)是必不可少的。下面將詳細(xì)闡述定期檢查和維護(hù)相關(guān)要點(diǎn)。

對(duì)鐵塔進(jìn)行定期檢查是非常重要的。定期檢查可以幫助技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵塔腐蝕的問(wèn)題，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)，以防止進(jìn)一步腐蝕。在進(jìn)行定期檢查時(shí)，需要注意以下幾個(gè)參數(shù)。

（1）通過(guò)目視觀察鐵塔的外觀情況，檢查是否有明顯的銹蝕、剝落或龜裂等現(xiàn)象。同時(shí)，注意檢查是否有異物黏附在鐵塔表面，特別是細(xì)小的鹽顆粒，這些鹽顆粒會(huì)加速鐵塔的腐蝕過(guò)程。（2）檢查涂層是否完整且附著牢固，注意觀察涂層是否有龜裂、剝落或起泡等現(xiàn)象，這些都可能是涂層老化或損壞的表現(xiàn)，需要及時(shí)修復(fù)。（3）通過(guò)測(cè)量?jī)x器對(duì)鐵塔的厚度進(jìn)行測(cè)量，以判斷是否發(fā)生了鐵塔金屬材料的腐蝕。

使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是對(duì)鐵塔塔腿進(jìn)行全面檢查，及早發(fā)現(xiàn)腐蝕跡象。有效的方法就是使用超聲波探傷和磁粉探傷。超聲波探傷是一種通過(guò)超聲波在材料內(nèi)部傳播和反射來(lái)檢測(cè)缺陷的方法。在進(jìn)行超聲波探傷時(shí)，將超聲波傳感器放置在鐵塔塔腿表面，通過(guò)發(fā)射超聲波并接收回波信號(hào)，可以獲取到材料內(nèi)部的信息。當(dāng)鐵塔塔腿存在腐蝕或裂紋等缺陷時(shí)，超聲波在其表面與缺陷之間會(huì)發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象，從而形成特定的聲波信號(hào)。通過(guò)分析這些信號(hào)，可以確定缺陷的位置、尺寸和性質(zhì)，及早發(fā)現(xiàn)鐵塔腐蝕的跡象。磁粉探傷則利用磁性顆粒在磁場(chǎng)作用下的吸引力和漏磁效應(yīng)來(lái)檢測(cè)材料表面和近表面的缺陷。在磁粉探傷中，將鐵塔塔腿表面涂覆磁性顆粒粉末，然后施加磁場(chǎng)。當(dāng)表面有裂紋或缺陷存在時(shí)，磁性顆粒會(huì)在該處形成磁粉堆積或漏磁現(xiàn)象，通過(guò)觀察這些磁粉的分布和形態(tài)，可以確定缺陷的位置和形狀［3］。通過(guò)超聲波探傷和磁粉探傷等無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以對(duì)鐵塔塔腿進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的檢查，及早發(fā)現(xiàn)潛在的腐蝕跡象［4］。

3.3 選用耐腐蝕材料

為了有效防治鐵塔塔腿腐蝕，一項(xiàng)重要的方法就是選用耐腐蝕材料。在鐵塔的制造、修復(fù)和加固過(guò)程中，選擇抗腐蝕性能好的材料可以有效延長(zhǎng)鐵塔的使用壽命，提高輸電線路的可靠性和安全性。

首先，在鐵塔的制造過(guò)程中，選擇抗腐蝕性能好的材料是防治鐵塔塔腿腐蝕的關(guān)鍵。一種常用的耐腐蝕材料是鍍鋅鋼。鍍鋅鋼是將鋼材表面鍍上一層鋅層，形成一種具有很強(qiáng)抗腐蝕性能的材料。鋅層可以有效阻隔空氣、水分和腐蝕物質(zhì)對(duì)鋼材的侵蝕，從而延長(zhǎng)鋼材的使用壽命。此外，不銹鋼也是一種常用的耐腐蝕材料。不銹鋼具有高抗腐蝕性能和優(yōu)異的強(qiáng)度，可以在惡劣的環(huán)境條件下保持穩(wěn)定的性能，適用于制造耐久性要求高的鐵塔。

其次，在鐵塔的修復(fù)和加固過(guò)程中，使用耐腐蝕材料也是非常重要的。當(dāng)鐵塔的塔腿出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題時(shí)，及時(shí)的修復(fù)和加固是必要的。在修復(fù)過(guò)程中，可以選擇使用不銹鋼等耐腐蝕材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。不銹鋼材料具有良好的抗腐蝕性能和強(qiáng)度，可以有效防止鐵塔塔腿進(jìn)一步腐蝕，并提升其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

最后，還可以采用熱噴涂技術(shù)來(lái)修復(fù)和加固鐵塔塔腿。熱噴涂是將耐腐蝕材料噴涂在鐵塔塔腿表面，形成一層堅(jiān)固的涂層，以增強(qiáng)其抗腐蝕性能［5］。

3.4 電位保護(hù)

電位保護(hù)是一種常用的防治鐵塔塔腿腐蝕的技術(shù)。它利用電化學(xué)原理，通過(guò)在鐵塔塔腿表面形成一層電化學(xué)保護(hù)膜來(lái)防止鐵塔腐蝕。該技術(shù)通過(guò)在鐵塔塔腿上安裝陽(yáng)極和陰極設(shè)備，并進(jìn)行電位差控制，可以有效地減緩鐵塔的腐蝕速度，延長(zhǎng)其使用壽命。在實(shí)際應(yīng)用中，電位保護(hù)技術(shù)需要根據(jù)具體的工程條件和鐵塔腐蝕情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整。通過(guò)對(duì)鐵塔塔腿的腐蝕環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，確定適當(dāng)?shù)碾娢徊罘秶?。然后根?jù)鐵塔的材料、形狀和尺寸，設(shè)計(jì)適合的陽(yáng)極布置和電位保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)。

4 輸電線路鐵塔塔腿腐蝕及防治實(shí)踐

在某地區(qū)的高溫潮濕環(huán)境中，一座輸電線路鐵塔的塔腿出現(xiàn)了嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，威脅到了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為了解決這個(gè)問(wèn)題，電力公司采取了如下防治措施。

首先，進(jìn)行了腐蝕速率的測(cè)量和分析。根據(jù)公式CR = K ? A ? DC/Dt，采集了鐵塔塔腿的質(zhì)量差DC、時(shí)間差Dt 以及腐蝕表面積A等數(shù)據(jù)。然后，根據(jù)公式計(jì)算出腐蝕速率CR，了解了腐蝕的程度和速率。其次，針對(duì)腐蝕速率高的部位，采取了防腐涂層技術(shù)。選擇了耐候性好的防腐涂層材料，并嚴(yán)格控制涂層的質(zhì)量和厚度。在施工過(guò)程中，注意了清潔、均勻施工，并進(jìn)行了定期的檢查和維護(hù)，確保涂層的有效性。另外，對(duì)于已經(jīng)受到腐蝕的鐵塔塔腿，進(jìn)行了修復(fù)和加固。選用了鍍鋅鋼和不銹鋼耐腐蝕材料，進(jìn)行了部分替換和補(bǔ)強(qiáng)。這些材料具有良好的耐腐蝕性能，可以延長(zhǎng)鐵塔的使用壽命。最后，引入了電位保護(hù)技術(shù)。通過(guò)控制電位差，形成了一層保護(hù)膜，防止鐵塔的腐蝕。為了實(shí)現(xiàn)電位保護(hù)，安裝了特殊的電位保護(hù)裝置，并進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和調(diào)整，確保其有效運(yùn)行。

在實(shí)施防治措施后，電力公司進(jìn)行了定期的檢查和維護(hù)。通過(guò)外觀檢查、涂層檢查、測(cè)量檢查以及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了鐵塔塔腿的腐蝕跡象，并采取了相應(yīng)的修復(fù)措施，保證了鐵塔的穩(wěn)定性和可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)鐵塔塔腿腐蝕原因、影響及防治對(duì)策的分析，可以看出鐵塔塔腿腐蝕是一個(gè)復(fù)雜且嚴(yán)重的問(wèn)題。天氣因素和材料質(zhì)量問(wèn)題是主要的腐蝕原因，而減弱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、增加故障率和威脅安全性是腐蝕的主要影響。為了有效防治鐵塔塔腿腐蝕，可以采取防腐涂層技術(shù)、定期檢查和維護(hù)、選用耐腐蝕材料以及電位保護(hù)等對(duì)策。這些對(duì)策能夠延長(zhǎng)鐵塔的使用壽命，提高輸電線路的可靠性和安全性。

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