一种输电线路大气环境腐蚀严酷性快速评估方法

摘要

本发明公开了一种输电线路大气环境腐蚀严酷性快速评估方法，步骤包括：通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的最大稳定腐蚀电流，根据最大稳定腐蚀电流和预设的大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表确定被评估输电线路大气环境的第一腐蚀严酷性等级；通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的腐蚀电量，根据腐蚀电量和预设的大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表确定被评估输电线路大气环境的第二腐蚀严酷性等级；从第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级中选择等级较高的结果作为最终评定结果输出。本发明能够为输电线路的建设选材和防腐维护提供依据，具有可靠性高、准确性好、简便易行、检测耗时短的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路大气环境检测技术，具体涉及一种基于大气腐蚀监测仪（ACM）对腐蚀电流和腐蚀电量测量的输电线路大气环境腐蚀严酷性快速评估方法。

背景技术

我国幅员辽阔，具有各种类型的大气腐蚀环境，材料（金属）在不同地区间的腐蚀情况差别很大。输电线路跨越的地域宽广，长期暴露于户外环境中，经受风霜雨雪的侵袭，输电杆塔、导线和金具等材料腐蚀问题十分突出。采用科学、快捷的手段来正确地对输电线路所处大气环境的腐蚀严酷性进行分类，将对输电线路的合理选材及防腐措施具有重大的意义。

目前通常采用的是长期而繁重的环境监测和标准试样的长期大气暴晒试验作为评价大气环境腐蚀严酷性的手段，通常是通过钢材料在户外暴晒一年的腐蚀量来评估所处大气环境腐蚀严酷性的等级，由于耗时较长，不能满足实际工程的大量需求。因此，开发一种大气环境腐蚀严酷性的快速评估及分类分级检测技术有着十分现实而重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够为输电线路的建设选材和防腐维护提供依据、可靠性高、准确性好、简便易行、检测耗时短的输电线路大气环境腐蚀严酷性快速评估方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种输电线路大气环境腐蚀严酷性快速评估方法，步骤包括：

1）通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的最大稳定腐蚀电流，根据最大稳定腐蚀电流和预设的大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表确定被评估输电线路大气环境的第一腐蚀严酷性等级；

2）通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的腐蚀电量，根据腐蚀电量和预设的大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表确定被评估输电线路大气环境的第二腐蚀严酷性等级；

3）将所述第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级进行比较，如果第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级相同，则任意选择其中一个作为最终评定结果输出；否则，从第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级中选择腐蚀严酷性等级较高的结果作为最终评定结果输出。

优选地，所述步骤1）的详细步骤包括：

1.1）连续多天分别通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的最大稳定腐蚀电流I_max，得到多组最大稳定腐蚀电流I_max；

1.2）针对所述多组最大稳定腐蚀电流I_max取平均得到最大稳定腐蚀电流平均值I_ave；

1.3）使用最大稳定腐蚀电流平均值I_ave查询预设的大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表，找到被评估输电线路大气环境的第一腐蚀严酷性等级；所述大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表包括包含不同腐蚀严酷性等级对应的最大稳定腐蚀电流之间的映射关系。

优选地，所述步骤2）的详细步骤包括：

2.1）连续多天分别通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的腐蚀电量Q_i，得到多组腐蚀电量Q_i；

2.2）将所述多组腐蚀电量Q_i求和得到多天腐蚀电量之和Q_sum；

2.3）将所述多天腐蚀电量之和Q_sum除以所述多天内相对湿度RH大于80%的总小时数τ₁，再乘以输电线路所在地的年均相对湿度RH大于80%的小时数τ₂，得到一年的腐蚀电量总和Q_总；

2.4）使用一年的腐蚀电量总和Q_总查询预设的大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表，找到被评估输电线路大气环境的第二腐蚀严酷性等级；所述大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表包括包含不同腐蚀严酷性等级对应的一年的腐蚀电量总和之间的映射关系。

优选地，所述大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表、所述大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表均包括C1～C5共五个大气环境腐蚀严酷性等级。

优选地，所述大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表中，大气环境腐蚀严酷性等级C1对应的污染物当量电流阀值为0～1.3μA；大气环境腐蚀严酷性等级C2对应的污染物当量电流阀值为1.3～5.6μA；大气环境腐蚀严酷性等级C3对应的污染物当量电流阀值为5.6～15.8μA；大气环境腐蚀严酷性等级C4对应的污染物当量电流阀值为15.8～34.7μA；大气环境腐蚀严酷性等级C5对应的污染物当量电流阀值为34.7～86.4μA。

优选地，所述大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表中，大气环境腐蚀严酷性等级C1对应的腐蚀电量阀值为0～0.8C·cm²·a^-1；大气环境腐蚀严酷性等级C2对应的腐蚀电量阀值为0.8～12.3C·cm²·a^-1；大气环境腐蚀严酷性等级C3对应的腐蚀电量阀值为12.3～27.2C·cm²·a^-1；大气环境腐蚀严酷性等级C4对应的腐蚀电量阀值为27.2～41.6C·cm²·a^-1；大气环境腐蚀严酷性等级C5对应的腐蚀电量阀值为41.6～95.4C·cm²·a^-1。

优选地，所述大气腐蚀监测仪的分辨率大于10^-10A、测量最大值为10^-3A。

本发明输电线路大气环境腐蚀严酷性快速评估方法具有下述优点：

本发明针对现有技术通过钢材料在户外暴晒一年的腐蚀量来评估所处大气环境腐蚀严酷性的等级所存在耗时长的缺陷，考虑到钢在大气中的腐蚀量主要取决于润湿时间和污染物SO₂以及Cl离子的浓度，大气腐蚀监测仪（ACM）则是通过测量暴露在大气中的Fe/Cu电偶腐蚀原电池的电流及电量来快速评价大气环境腐蚀严酷性，基于Fe/Cu电偶腐蚀电流的大小能够反应污染物SO₂以及Cl离子浓度的影响，而Fe/Cu电偶腐蚀电量代表的是理论腐蚀量，与钢的实际腐蚀量存在一定的相关系数，因此通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的最大稳定腐蚀电流，根据最大稳定腐蚀电流和预设的大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表确定被评估输电线路大气环境的第一腐蚀严酷性等级，通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的腐蚀电量，根据腐蚀电量和预设的大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表确定被评估输电线路大气环境的第二腐蚀严酷性等级，而且当第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级之间存在差异的时候，以较高腐蚀等级的结果为最终评定结果，能够为输电线路的建设选材和防腐维护提供依据，具有可靠性高、准确性好、简便易行、检测耗时短的优点。

附图说明

图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例输电线路大气环境腐蚀严酷性快速评估方法的步骤包括：

1）通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的最大稳定腐蚀电流，根据最大稳定腐蚀电流和预设的大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表确定被评估输电线路大气环境的第一腐蚀严酷性等级；

2）通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的腐蚀电量，根据腐蚀电量和预设的大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表确定被评估输电线路大气环境的第二腐蚀严酷性等级；

3）将第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级进行比较，如果第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级相同，则任意选择其中一个作为最终评定结果输出；否则，从第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级中选择腐蚀严酷性等级较高的结果作为最终评定结果输出。

本实施例中，大气腐蚀监测仪的分辨率大于10^-10A、测量最大值为10^-3A，上述分辨率和量程能够确保最大稳定腐蚀电流和腐蚀电量的检测精度，有利于提高输电线路大气环境腐蚀严酷性快速评估结果的准确度。此外，本实施例大气腐蚀监测仪（ACM）具有5~6个数量级的检测范围，包含Cu/Fe双电极探头。使用大气腐蚀监测仪时，检测时机尽可能选择雨天，或者空气湿度较大的时日，避免高温晴日；检测地点选择离所测输电线路较近的具有遮蔽能力、通风良好的地点；正式测量时，开始时机易选择傍晚，探头表面垂直朝上放置，周期为3天。

本实施例中，步骤1）的详细步骤包括：

1.1）连续多天分别通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的最大稳定腐蚀电流I_max，得到多组最大稳定腐蚀电流I_max；

1.2）针对多组最大稳定腐蚀电流I_max取平均得到最大稳定腐蚀电流平均值I_ave；

1.3）使用最大稳定腐蚀电流平均值I_ave查询预设的大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表，找到被评估输电线路大气环境的第一腐蚀严酷性等级；大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表包括包含不同腐蚀严酷性等级对应的最大稳定腐蚀电流之间的映射关系。

本实施例中，步骤2）的详细步骤包括：

2.1）连续多天分别通过大气腐蚀监测仪检测被评估输电线路大气环境的腐蚀电量Q_i，得到多组腐蚀电量Q_i；

2.2）将多组腐蚀电量Q_i求和得到多天腐蚀电量之和Q_sum；

2.3）将多天腐蚀电量之和Q_sum除以多天内相对湿度RH大于80%的总小时数τ₁，再乘以输电线路所在地的年均相对湿度RH大于80%的小时数τ₂，得到一年的腐蚀电量总和Q_总；

2.4）使用一年的腐蚀电量总和Q_总查询预设的大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表，找到被评估输电线路大气环境的第二腐蚀严酷性等级；大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表包括包含不同腐蚀严酷性等级对应的一年的腐蚀电量总和之间的映射关系。

本实施例中，大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表、大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表均包括C1～C5共五个大气环境腐蚀严酷性等级。

大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表具体如表1所示，大气环境腐蚀严酷性等级C1对应的污染物当量电流阀值为0～1.3μA；大气环境腐蚀严酷性等级C2对应的污染物当量电流阀值为1.3～5.6μA；大气环境腐蚀严酷性等级C3对应的污染物当量电流阀值为5.6～15.8μA；大气环境腐蚀严酷性等级C4对应的污染物当量电流阀值为15.8～34.7μA；大气环境腐蚀严酷性等级C5对应的污染物当量电流阀值为34.7～86.4μA。

表1：大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表。

大气环境腐蚀严酷性等级C1C2C3C4C5污染物当量电流阀值/10^-6A1.35.615.834.786.4

表1中，污染物当量电流阀值以上限进行表示，此外也可以根据需要采用区间的形式来表示。表1具体是根据国际标准ISO9223中污染物SO₂以及Cl离子的分类等级，配置相应浓度的溶液，测量大气腐蚀监测仪探头的最大稳定腐蚀电流I_max，得到大气环境腐蚀严酷性等级C1～C5对应的污染物当量电流阀值，最终得到表1所示大气环境腐蚀严酷性等级-污染物当量电流关系表。

现场评估输电线路大气环境腐蚀严酷性等级时，根据3天内大气腐蚀监测仪测得的最大稳定腐蚀电流I_max的平均值I_ave来确定，根据I_ave落入表1中大气环境腐蚀严酷性等级对应的污染物当量电流阀值的区间情况来评定输电线路大气环境腐蚀严酷性等级：

◇当满足I_ave≤1.3μA时，第一腐蚀严酷性等级被评定为C1；

◇当满足1.3μA<I_ave≤5.6μA时，第一腐蚀严酷性等级被评定为C2；

◇当满足5.6μA<I_ave≤15.8μA时，第一腐蚀严酷性等级被评定为C3；

◇当满足15.8μA<I_ave≤34.7μA时，第一腐蚀严酷性等级被评定为C4；

◇当满足34.7μA<I_ave≤86.4μA时，第一腐蚀严酷性等级被评定为C5。

大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表具体如表2所示，大气环境腐蚀严酷性等级C1对应的腐蚀电量阀值为0～0.8C·cm²·a^-1；大气环境腐蚀严酷性等级C2对应的腐蚀电量阀值为0.8～12.3C·cm²·a^-1；大气环境腐蚀严酷性等级C3对应的腐蚀电量阀值为12.3～27.2C·cm²·a^-1；大气环境腐蚀严酷性等级C4对应的腐蚀电量阀值为27.2～41.6C·cm²·a^-1；大气环境腐蚀严酷性等级C5对应的腐蚀电量阀值为41.6～95.4C·cm²·a^-1。

表2：大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表。

大气环境腐蚀严酷性等级C1C2C3C4C5腐蚀电量阀值/C·cm²·a^-10.812.327.241.695.4

表2中，腐蚀电量阀值以上限进行表示，此外也可以根据需要采用区间的形式来表示。表2具体是根据国际标准ISO9223中C1～C5大气环境腐蚀严酷性等级钢一年腐蚀深度，通过大气腐蚀监测仪对现场测量的腐蚀电量Q进行线性插值，从而获得与ISO标准对应各个大气环境腐蚀严酷性等级的腐蚀电量阀值，最终得到表2所示大气环境腐蚀严酷性等级-腐蚀电量关系表。

现场评估输电线路大气环境腐蚀严酷性等级时，根据3天内ACM测得的腐蚀电量Q_i之和Q_sum，除以3天内相对湿度RH>80%的总小时数τ₁，再乘以从气象部门所获得的输电线路所在地的年均相对湿度RH>80%的小时数τ₂，得到一年的ACM腐蚀电量总和Q_总，根据Q_总落入表2中各大气环境腐蚀严酷性等级相对应的腐蚀电量阀值的区间情况来评定输电线路大气环境腐蚀严酷性等级：

◇当满足Q_总≤0.8C·cm²·a^-1时，第二腐蚀严酷性等级被评定为C1；

◇当满足0.8C·cm²·a^-1<Q_总≤12.3C·cm²·a^-1时，第二腐蚀严酷性等级被评定为C2；

◇当满足12.3C·cm²·a^-1<Q_总≤27.2C·cm²·a^-1时，第二腐蚀严酷性等级被评定为C3；

◇当满足27.2C·cm²·a^-1<Q_总≤41.6C·cm²·a^-1时，第二腐蚀严酷性等级被评定为C4；

◇当满足41.6C·cm²·a^-1<Q_总≤95.4C·cm²·a^-1时，第二腐蚀严酷性等级被评定为C5。

第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级可能相同也可能不同，当第一腐蚀严酷性等级和第二腐蚀严酷性等级之间存在差异的时候，本实施例以较高腐蚀等级的结果为最终评定结果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。