重庆地区输电铁塔腐蚀与防腐蚀研究

摘要

输电铁塔是输、变电系统中重要的结构装置；由于钢制铁塔的薄壳结构和它处在较复杂的使用环境中，特别是在重庆地区的重酸雨环境中会受到严重的腐蚀，故在实际环境中均要求它在恶劣条件下具有良好的适应性能和预期的使用寿命，以避免环境侵蚀的影响造成铁塔受损并且增加固体废弃物。输电铁塔的腐蚀破坏除对生活环境产生影响外，还将直接影响到输电系统的可靠性和用电网络的安全保障。因此，输电铁塔的腐蚀研究和防护技术的开发，已成为电力部门和环保部门重视的热点课题。本论文针对重庆大气中高浓度的二氧化硫污染及酸雨对户外钢铁构件侵蚀非常严重等特点，开展使用简便，组成简单的防腐蚀涂料的开发，并对开发出的涂料的防腐蚀作用机理进行理论研究。结果表明，在重庆市的大气环境中，作为输电铁塔的主要材料钢铁构件的耐腐蚀性能较差，高压输电铁塔长期受酸雨和酸沉降物的腐蚀破坏，将缩短户外钢铁构件的维修周期，应用本论文开发的涂料可以延长输变电铁塔的使用寿命。 本论文研究过程中开发出的两种新型涂料能够满足户外大型钢铁构件在酸雨环境中防腐蚀的要求，从机理上讲，这两种新型涂料属于“锈蚀转化剂”的类型，本论文提供的生产工艺简单，生产规模容易扩大，使用技术容易掌握，因此便于在实际工程中应用。本论文开发的锈蚀转化剂利用涂料对锈层的湿润渗透，把铁锈分隔包围在涂料中，其中的转化剂与已经形成的铁锈发生化学作用，将铁锈转化成防锈层的一部分，从而阻止锈蚀的发展，并且形成的漆膜将材料与腐蚀环境相隔离，进一步阻止了腐蚀的发生。这样能充分延长输电铁塔的维护周期，使输电铁塔防腐性能更优，从根源上削减固体废弃物的量。本论文研究的成果在环境保护、环境工程、输变电等行业显示出极强的应用背景，已经受到一些企业的重视并在实际中得到应用。 本论文的结果分为三个层次：第一是实验室小样试验阶段，通过组成优化，选定了合适的渗透剂，铁锈转化剂、成膜树脂等，确定了五种不同的锈蚀转化剂配方和相应的配制工艺。其中两种防腐蚀性能优越的涂料组成被确定为重点应用研究对象，并在实验室规模上进行了大量的小样防腐蚀能力的验证，经涂片观察(基材样片为锈蚀后的A3钢片)确认它们实际防腐蚀能力优越。 其次，在实验室规模上对涂层耐环境侵蚀性能进行了加速试验。针对重庆大气的特点，按GB-6458-86进行了中性盐雾试验(NSS试验)，并根据实验目的采用重量法和目测外观相结合的方法进行试验结果评价，在更接近实际环境状况的条件下证明前面提出的两种涂料防腐蚀效果最好，它们的表观颜色分别为红色和绿色漆。 最后，在论文研究中，从实际应用的角度出发，重点进行了现场试验。实验按GB-1767-79“漆膜耐候性测定方法”进行。在大气环境较恶劣的重庆长寿县朱家坝川维厂变电所进行了现场涂覆试验，并进行了定期现场拍照对比，检查周期为：投试的头半年内每个月拍照检查一次；半年后每三个月检查一次。现场试验结果按GB-1766-79“漆膜耐候性评级方法”进行评价。进一步验证了本论文开发的防腐蚀涂料在实际环境中的应用价值。

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1研究意义

1.2研究现状

1.2.1钢材料腐蚀机理

1.2.2大气腐蚀机理

1.2.3重庆地区特有的大气环境

1.2.4对电力输电铁塔的防锈蚀的研究现状

1.3环境因素的影响

1.3.1湿度的影响

1.3.2降水量的影响

1.3.3温度的影响

1.3.4 SO2的影响

1.3.5固体颗粒、表面状态等因素的影响

1.4本论文的主要研究内容

2实验

2.1仪器

2.2盐雾实验体系

2.2.1试验溶液

2.2.2制备

2.2.3后处理

2.3交流阻抗实验

2.4漆膜耐侯性实验样品的准备

2.5实验原理及方法

2.5.1动电位法测量阳极极化曲线

2.5.2盐雾实验法

2.5.3交流阻抗法

2.5.4漆膜耐侯测定法及评价方法

3实验结果与讨论

3.1锈蚀转化剂机理

3.2配方的筛选

3.2.1渗透剂的作用

3.2.2铁锈转化剂的作用

3.2.3成膜树脂的作用

3.3加速实验比较

3.4经济考虑

3.5配方说明

3.5.1配方ZN-1锈蚀转化剂

3.5.2配方ZN-2锈蚀转化剂

3.6交流阻抗实验

4现场实验结果评价

5结论及展望

5.1结论

5.2不足与展望

致谢

参考文献