姚寶峰

摘 要：長久以來，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕始終是影響電網(wǎng)安全最為普遍的災(zāi)害之一。所以，開發(fā)應(yīng)用長效防護措施對鋼結(jié)構(gòu)實施有效保護則具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文筆者結(jié)合個人從事輸變電工程的實踐經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻，就輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕與防護技術(shù)展開粗淺的探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：輸變電 鋼結(jié)構(gòu) 腐蝕 防護技術(shù)

中圖分類號：K98 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0069-02

正是因為輸變電工程長期裸露在自然環(huán)境之中，所以鋼結(jié)構(gòu)防護始終都是輸變電工程中的重點供電。尤其是鋼結(jié)構(gòu)自身的腐蝕壽命直接決定了鋼結(jié)構(gòu)的服役壽命，所以為了進一步確保輸變電工程的安全穩(wěn)定運行，確保電網(wǎng)的長效運行，就必須提高輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護技術(shù)，做好腐蝕防護工作。以下筆者結(jié)合個人實踐工作經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻，粗淺闡述了鋼結(jié)構(gòu)防腐處理的重要性以及現(xiàn)今鋼結(jié)構(gòu)防護技術(shù)現(xiàn)狀，提出行之有效的鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)，以供廣大同行參考借鑒。

1 輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)防腐處理的重要性及防護現(xiàn)狀

通過分析我們可以得知目前在輸變電工程施工中鋼結(jié)構(gòu)所使用的鋼材，主要可以分為低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼和熱軋低碳鋼這兩種，倘若這兩種鋼材的防腐措施不足，就會在空氣、水等因素的共同作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鋼材遭受到進一步的腐蝕。尤其是輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)往往長期暴露在自然露天環(huán)境之中，受到各種各樣自然環(huán)境的共同作用，甚至處于工業(yè)區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)還會受到大氣中酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)的侵害，不僅僅縮短了輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，也給輸變電工程的安全施工帶來了巨大的影響。這是因為電力設(shè)備設(shè)施在投入運營后，一旦碰到停運檢修，所帶來的影響是惡劣的，嚴重使各部門配合失調(diào)，更甚者會讓整個經(jīng)濟體系陷入癱瘓的境地。因此，做好輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)防腐處理尤為重要。

也正因如此，電力企業(yè)往往會投入大量的經(jīng)費于輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)的維護之上，提高其防腐效果。尤其是在那些自然環(huán)境惡劣的地方，對鋼結(jié)構(gòu)防腐的資金投入則更大。所以，現(xiàn)如今電力企業(yè)已經(jīng)將研發(fā)重點放在鋼結(jié)構(gòu)防腐防護技術(shù)之上，以期不斷延長鋼結(jié)構(gòu)服役年限，降低鋼結(jié)構(gòu)防腐維護成本。

就目前而言，輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)防腐措施主要是根據(jù)防治腐蝕介質(zhì)的物理狀態(tài)差異和鋼材料的不同腐蝕程度，采取不同的方法。首先，可以在鋼結(jié)構(gòu)的冶煉過程中，將銅、鎳、鉻等元素加進鋼材中，從而增強鋼材本身的抗銹能力；其次，選擇較為活躍的金屬元素為鋼結(jié)構(gòu)表面鍍上一層金屬保護層，以降低對鋼結(jié)構(gòu)的侵蝕；最后，在鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹上非金屬涂料，以此隔絕大氣層中的有害介質(zhì)，為鋼結(jié)構(gòu)起到防腐作用。

2 輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護技術(shù)

第一，可采用熱浸鍍鋅的防護方式。熱浸鍍就是利用熔點較低金屬元素的擴散，對鋼材表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)進行改變，使之成為具有較強耐腐蝕性的金屬表面。目前熱浸鍍鋅是使用最為廣泛的防護方式。熱浸鍍鋅的基本工藝主要包括三個過程，分解熔融、吸收、擴散。其基本原理在于鋅元素受到溫度、壓力等因素的影響逐步滲入到鋼內(nèi)，后被一一分解形成活性鋅原子，被吸附于鋼結(jié)構(gòu)表面之后就會逐步擴散到金屬內(nèi)部，從而進入到金屬晶格之中，在晶格之中移動。而鋼結(jié)構(gòu)的表面在吸收了不斷活動的鋅原子后，會使鋼結(jié)構(gòu)表面與鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生巨大的鋅濃度差，進而使鋅原子從濃度高的地方移動到濃度低的地方，以達到預(yù)期的滲透效果。在這個反應(yīng)過程中，鋼結(jié)構(gòu)表面則會形成一層水膜，而此時只需要將化學(xué)物質(zhì)加入其中就能夠形成電解質(zhì)，使鋼結(jié)構(gòu)表面與電解液之間形成原電池的工作環(huán)境，起到保護作用。

第二，可采用富鋅涂料的防護方式。富鋅涂料就是指將在需要保護的鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹上具有抗腐蝕性能的涂料，使其不與具有腐蝕性的物質(zhì)進行正面的接觸。因為富鋅涂料中既包含了樹脂基料，又包含了純度較高的鋅粉，所以在某種程度之上鋅涂料的鋼結(jié)構(gòu)防腐原理與熱侵鍍鋅的防腐原理是極為相似的。此外，富鋅材料其本身還具備獨特的防腐涂料性能，對其防腐性能進行分析則體現(xiàn)在以下兩個方面之上。一方面，涂層具有陰極保護功能。所謂的陰極保護就是利用犧牲陽離子或者實施外加電流的方法，對陰極進行保護。如若在保護陰極的過程中采取犧牲陽離子的方法，則需要在保護鋼鐵上連接電位更負的合金，并依托其在持續(xù)溶解過程中所形成的電流對需要保護的鋼結(jié)構(gòu)加以陽極計劃，從而實施對目標的保護。通常來講，涂抹富鋅涂料是對作為陰極金屬加以防腐保護最為常見的方式。而為了在實際應(yīng)用過程中能夠讓涂料起到導(dǎo)電并犧牲陽極的功效，則必須要確保整個涂層擁有較好的導(dǎo)通性，以便涂層與金屬材料之間能夠形成一個良好的電化學(xué)回路，從而發(fā)揮電化學(xué)保護的最大效能。此外，需要注意的是因為這種涂料之中存在著濃度較大的鋅粉，如若水進入到涂膜之中，基材鋼板和鋅粉就會構(gòu)成原電池。而鋅含量的多少又直接會影響到涂料的防腐性能，所以在鋼結(jié)構(gòu)防腐處理上多采用鋅粉含量較高的有機涂料；另一方面，涂層的屏蔽功能。富鋅涂料所具備的屏蔽功能主要是源自腐蝕產(chǎn)物與難溶鹽。以前富鋅涂料中的鋅粉主要呈現(xiàn)球形狀，并采用點接觸的形式對電子進行傳輸，而此時由于涂層缺乏良好的導(dǎo)通性且鋅粉濃度又十分高，也就使得粘合劑根本無法填滿涂層之間的間隙，也就出現(xiàn)了多縫隙涂層架構(gòu)問題。而后期鋅粉采用鱗片形狀，不僅進一步增強了富鋅涂料自身的物理屏蔽性能，還構(gòu)成了諸多的小區(qū)域，使涂層與鋼鐵基礎(chǔ)材料之間的熱膨脹系數(shù)差異進行進一步弱化，從而大大降低了涂層硬化的收縮水平，有效抑制了涂層開裂、掉落情況的發(fā)生，大大提升了富鋅涂料對鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕能力。

第三，可采用冷噴涂技術(shù)。由前蘇聯(lián)科學(xué)院理論與應(yīng)用力學(xué)研究所的專家們研發(fā)的冷噴涂技術(shù)，自發(fā)明以來一直受到世界各國的關(guān)注，我國的科學(xué)院金屬研究所也致力于冷噴涂技術(shù)的研究工作之中。尤其是目前在抗海水腐蝕、耐高溫氧化涂層的研究上已經(jīng)取得了十分驕人的成績，并被廣泛應(yīng)用到海洋工程與航天工業(yè)之中。而這些年來，隨著我國在各類涂層科學(xué)研究上的不斷進步，世界各國在冷噴涂技術(shù)上的不斷完善，冷噴涂技術(shù)因為其具有較高的涂層密度，成本較低，且涂層成分也更接近原始噴涂材料，冷噴涂這種獨特的噴涂方式儼然已經(jīng)成為熱噴涂技術(shù)最為有力的競爭對手，尤其是冷噴涂技術(shù)在二次修復(fù)等方面所具有的卓越性能遠遠優(yōu)于熱噴涂技術(shù)，所以，現(xiàn)如今以冷噴涂技術(shù)為主制備各種涂層勢必會成為輸變電工程鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用首選。

3 結(jié)語

各行各業(yè)想要生存、想要發(fā)展都離不開電力的支持，人們的衣食住行更是與輸變電工程息息相關(guān)。所以，確保輸變電工程的安全、穩(wěn)定運行，對整個國家而言都有著至關(guān)重要的影響。尤其是鋼結(jié)構(gòu)作為輸變電工程中的重點工作，因其始終暴露在自然環(huán)境之中，極易遭到腐蝕侵害嚴重影響其服役壽命，影響到整個輸變電工程的安全、穩(wěn)定運行。因此，做好輸變電工程中鋼結(jié)構(gòu)的防護工作，不斷開發(fā)并研制更多的長效防護措施，以便對鋼結(jié)構(gòu)實施最為有效的保護則具有十分重要的現(xiàn)實意義，也是廣大電力工作者應(yīng)該強化研究的重點內(nèi)容。

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