楊興朝 陸峻 錢國(guó) 支明辰

摘?要： 針對(duì)廣東沿海地區(qū)獨(dú)特的亞熱帶季風(fēng)氣候下電氣成品和設(shè)備的保護(hù)問(wèn)題，分析了潮濕對(duì)電氣設(shè)備的危害，分析了潮濕環(huán)境條件下電氣設(shè)備的腐蝕機(jī)理;研究了多項(xiàng)設(shè)備的防潮技術(shù)，探討了橋架安裝，電氣配管，電纜敷設(shè)等電氣成品的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞： 季風(fēng)氣候;電氣成品;防潮防腐蝕;設(shè)備防腐

【中圖分類號(hào)】P44?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.154

1?前言

廣東省湛江市東海島及南海大部分海域?yàn)闊釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，北緯109以南的南海則屬赤道季風(fēng)氣候，為典型海洋氣候，該地區(qū)常年處于強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)輻射、高溫、高濕、高鹽霧（以下簡(jiǎn)稱“兩強(qiáng)、三高”）環(huán)境下，特殊氣候地理環(huán)境，使得同一種結(jié)構(gòu)材料海島環(huán)境中的腐蝕程度往往比陸上環(huán)境高出數(shù)倍甚至數(shù)10倍，在該氣候下使用的相關(guān)電氣成品材料極易出現(xiàn)腐蝕，服役壽命只有預(yù)期的1/10～1/5。為保障觀測(cè)設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行，亟需提高海島上電氣設(shè)備性能及延長(zhǎng)其使用壽命，形成一套成熟的成品保護(hù)技術(shù)。

2?研究背景

電氣成品主要的金屬損傷形態(tài)分為腐蝕、疲勞、摩擦、摩損等，它們都對(duì)設(shè)備的壽命有很大影響。其中潮濕造成的腐蝕損傷所占的比例最大。建國(guó)后特別是改革開放以來(lái)，我國(guó)在常規(guī)電氣設(shè)備、船用及防爆電氣設(shè)備等研究、設(shè)計(jì)方面已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平，生產(chǎn)制造和使用維護(hù)也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，已基本滿足常規(guī)環(huán)境和一般使用條件下的電氣工程應(yīng)用，但對(duì)電氣設(shè)備在特殊環(huán)境條件下的應(yīng)用研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。以前，人們一直寄希望于通過(guò)設(shè)置統(tǒng)一的通風(fēng)除濕系統(tǒng)，以保持設(shè)備所處環(huán)境的干燥。事實(shí)證明，為電氣設(shè)備提供這樣理想的環(huán)境難以完全實(shí)現(xiàn)，采用空調(diào)除濕機(jī)進(jìn)行除濕防潮的能耗相當(dāng)大，電費(fèi)支出難以承擔(dān)，另一方面，平時(shí)消耗如此多的電能也是極大的浪費(fèi)，既不符合國(guó)家節(jié)能政策，也不滿足建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的需要。當(dāng)前對(duì)電氣設(shè)備的防潮技術(shù)進(jìn)行研究，具有重要意義。

3?國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)于電氣成品的保護(hù)主要以研發(fā)新材料為主，目前國(guó)外正在開發(fā)具有耐摩擦性、耐沖擊性、長(zhǎng)期耐候性的高性能重防腐涂料，以減少涂裝次數(shù)，降低涂裝費(fèi)用。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，腐蝕環(huán)境的惡劣，尤其是海洋環(huán)境的腐蝕，人們對(duì)防腐涂料的要求也越來(lái)越高，希望得到一個(gè)耐蝕性能好，功效長(zhǎng)的涂裝，因此研究開發(fā)了重防腐涂料，重防腐有兩方面的含義，一是指腐蝕環(huán)境惡劣，二是指保護(hù)壽命長(zhǎng)。重防腐技術(shù)由一般防腐發(fā)展而來(lái)的，除了用于海洋構(gòu)筑物以外，還廣泛應(yīng)用于化工設(shè)備、貯罐和管道。

與國(guó)外不同的是，國(guó)內(nèi)對(duì)于電氣成品的保護(hù)主要以現(xiàn)場(chǎng)施工為主，為此定制了很多方案和措施，包括加強(qiáng)對(duì)全體施工人員進(jìn)行成品半成品保護(hù)方案;科學(xué)合理安排施工作業(yè)方案;施工技術(shù)交底和施工環(huán)境調(diào)查報(bào)告，交叉作業(yè)安排等一系列現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)方案。此類方案已編制成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，施工過(guò)程嚴(yán)格執(zhí)行即可。此課題研究的內(nèi)容也屬于現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問(wèn)題，創(chuàng)新之處在于提供新型創(chuàng)新方案，提高施工質(zhì)量。

4?原理研究

4.1?影響電氣成品腐蝕的因素。

影響電氣設(shè)備腐蝕的因素比較復(fù)雜，隨著氣候、地區(qū)的不同，周圍空氣溫度、濕度、雜質(zhì)成分與濃度等均有很大的差別，電氣設(shè)備腐蝕的程度也不同。

4.1.1?空氣相對(duì)濕度的影響。

溫度的波動(dòng)和大氣塵埃中的吸濕性雜質(zhì)容易引起水分冷凝，在含有不同數(shù)量污染物的大氣中，金屬都有臨界相對(duì)濕度。科學(xué)研究證明，金屬銹蝕的空氣相對(duì)濕度臨界值：鋼為70%、銅為60%、鋁為76%、鐵為63%、鋅為60%。超過(guò)這一臨界值，銹蝕速度就會(huì)猛增。

4.1.2?溫度和溫差的影響。

金屬存放的周圍環(huán)境相對(duì)濕度低于其臨界值時(shí)，溫度對(duì)銹蝕速度的影響很小，溫度再高，由于環(huán)境干燥，金屬并不容易生銹。而當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到金屬銹蝕的臨界相對(duì)濕度時(shí)，溫度的影響會(huì)起很大的作用，此時(shí)溫度每升高10℃，銹蝕速度則提高約2倍。

4.2?潮濕環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備性能的影響。

潮濕是電氣設(shè)備損壞的主要因素之一，對(duì)于一般的電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，相對(duì)濕度在40%～60%比較適宜，當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò)80%時(shí)，電氣設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)不良反應(yīng)。分析其原因，多發(fā)生在絕緣、導(dǎo)電回路和機(jī)械性能方面。

4.3?電氣設(shè)備表面水膜形成機(jī)理

4.3.1?電氣設(shè)備表面水膜的形成。

電氣設(shè)備暴露在潮濕的大氣環(huán)境中，表面易形成水膜。

4.3.2?腐蝕速度與設(shè)備表面水膜厚度的關(guān)系。

當(dāng)電氣設(shè)備間斷運(yùn)行且周邊濕度較大時(shí)，運(yùn)行時(shí)設(shè)備內(nèi)部的溫差變化大，容易形成水膜。

5?電氣成品保護(hù)方法

5.1?常用防潮方法。

根據(jù)物質(zhì)腐蝕原理，以控制環(huán)境水分含量為重點(diǎn)，將環(huán)境相對(duì)濕度控制在50%左右即可保證絕大多數(shù)材料和設(shè)備的存放安全。潮濕環(huán)境下，電氣配電柜內(nèi)部常規(guī)電氣設(shè)備的環(huán)境安全防護(hù)主要是防潮。

5.2?基于配電柜體的電氣設(shè)備防潮方案。

一般情況下，電氣設(shè)備主要集中在配電柜內(nèi)，做好柜體內(nèi)空間及柜體的防潮，就能解決配電設(shè)備的防潮。

5.3?電氣配管。

原來(lái)傳統(tǒng)的電氣配管技術(shù)是先對(duì)鍍鋅鋼管進(jìn)行套絲，只有用螺紋接頭連接。如果在熱帶季風(fēng)氣候下采用這種方法，套絲部分極容易產(chǎn)生腐蝕，所以研發(fā)出新的配管技術(shù)。新的配管技術(shù)采用卡簧自固式管接頭，取消了配管工序中的套絲工序，替代傳統(tǒng)的套絲連接配管，這樣能有效避免金屬加工過(guò)程對(duì)材料防腐性能的破壞，從而解決接頭處腐蝕的問(wèn)題，提高施工質(zhì)量。

5.4?電纜綁扎。

為了提高電纜在橋架中的穩(wěn)定性和固定強(qiáng)度，應(yīng)采用交叉交錯(cuò)綁扎方法，此方法相對(duì)于原來(lái)的平排單獨(dú)綁扎，能提高2～3倍的抗拉扯能力。

5.5?橋架固定。

由于湛三高爐項(xiàng)目橋架安裝位置大多都是室外，需進(jìn)行防臺(tái)風(fēng)固定和橋架的防腐，不能對(duì)其進(jìn)行焊接固定，新的橋架固定技術(shù)利用橋架支架，采用L型“耳朵”固定，和橋架的連接采用打孔固定，有效防止了對(duì)橋架的結(jié)構(gòu)傷害

6?結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次課題研究，著重探索了亞熱帶季風(fēng)氣候下電氣成品腐蝕的原理，通過(guò)原理的研究，從根源上研究“三高”環(huán)境下電氣成品的保護(hù)技術(shù)。湛江三高爐通過(guò)上述多項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，施工質(zhì)量大幅度提高，為爭(zhēng)創(chuàng)魯班獎(jiǎng)提供了施工條件。電氣成品和設(shè)備的腐蝕問(wèn)題得到了根本上的改善。提升了電氣設(shè)備的性能，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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