丛日春
浙江建业电力承装有限公司 浙江绍兴 312000
摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，我国电力事业发展迅速，电力塔架的架设数量也随之增加。然而，电力塔架多布设在空旷之处，由于受自然环境条件尤其是酸性物质的影响，因此电力塔架腐蚀严重。本文将对电力塔架腐蚀特征、原因进行分析，并在此基础上就如何有效防护，谈一下自己的观点和认识，以供参考。
关键词：电力塔架；腐蚀；防护；研究
电力行业的快速发展，架设的电力塔架数量也随之不断增加，然而，局部地区污染非常严重，导致电力塔架及相关配套设备受到严重的腐蚀，甚至造成结构失效。尤其在重污染、酸雨地带，输电铁塔、金具以及导线等化学或者电化学腐蚀严重，因此需对其进行有效的防护，以免引发更为严重的后果。
1、电力塔架腐蚀问题
1.1电力铁塔腐蚀不均匀
对于电力塔架而言，腐蚀问题并非全部性，而且受到的腐蚀程度也不尽相同。比如，一些电力塔架腐蚀非常的严重，而有些则比较轻微。很多受到腐蚀的铁塔材料未见明显的腐蚀痕迹，仅少部分材料腐蚀严重、或者断裂，而且也表现出局部性。一般而言，电力塔架上部位置的塔材腐蚀程度要比下部塔材的腐蚀更为严重，横担处斜材腐蚀严重，常见断裂。
1.2腐蚀多发于辅材、联板和斜材
对于电力铁塔而言，主材发生腐蚀的现象并不常见，即便部分主材上的防腐涂料出现了剥落现象，因其镀锌层依然完好而未发生腐蚀。同时，部分斜材、联板等，即便没有涂料脱落，受腐蚀程度却非常的严重，而且腐蚀扩展范围也比较大，以致于塔材锈蚀减薄或者穿孔。
1.3腐蚀所发于部件的边角以及防腐涂层孔隙位置
电力铁塔辅材、斜材，最先发生腐蚀的位置是角钢边角位置。边角位置防腐涂层、镀锌层非常薄弱，防腐涂层涂刷过程中，因厚度控制不到位而容易在边角位置出现应力收缩性裂纹；同时，塔材下缘边角以及连接边角位置，容易出现滞留水分现象，如图1所示。
（图1：电力塔架辅材以及斜材边角受到腐蚀）
电力塔架螺栓腐蚀，多发于两端面以及螺纹等位置。其中，踏脚钉腐蚀非常均匀，但是如果螺栓防腐涂刷密封好以后，就不会出现腐蚀问题。在电力塔架施工过程中，塔材的运输与施工，可能会导致材料局部镀锌层受损，这也是腐蚀多发区域。此外，因原来防腐涂装不规范，质量不合格，所以出现了涂层缺陷问题，防腐效果不佳。实践中可以看到，因涂装厚度标准不统一，所以导致涂层厚薄不均匀，局部厚度大约400μm，则可能会出现开裂病害。同时，涂装过程中因控制不到位而造成涂料成膜后缺陷问题比较多，比如起泡、龟裂等。
2、电力塔架腐蚀成因分析
之所以会出现电力塔架腐蚀问题，主要原因在于大气中含有大量的酸性气体，与电力塔架接触，会导致其表面受到严重的腐蚀。对于输变电设备而言，其金属构件的腐蚀主要表现为电化学腐蚀，其中二氧化硫影响最大，水溶性硫酸盐会对铁塔造成严重的腐蚀，与锌氧化保护膜发生化学反应，镀锌层加速腐蚀溶解。
2Zn+O2→2ZnO ①
ZnO + H2O→Zn（OH）2②
2Zn（OH）2+CO2→Zn（OH）2+ZnCO3+H2O③
Zn（OH）2+2SO2+O2→2ZnSO4+H2O④
基于以上电化学反应可知，电力塔架的镀锌层和氧反应，产生氧化膜；锌氧化膜与水反应，产生氢氧化物，即铁塔生白锈；氢氧化物与二氧化碳发生反应，生成一种微溶物质——碱式碳酸锌，减缓了电力塔架的腐蚀速度，起到了防腐作用。由于二氧化硫气体与上述碱式碳酸锌反应，会生产可溶性硫酸盐，对镀锌层保护膜会产生破坏性影响。
电力塔架腐蚀的另一个成因是防腐涂料选用不当，施工质量差加速了电力塔架腐蚀速度。电力塔架防腐涂料的选用不当，可能会导致与碱性物质发生皂化反应，对涂料的附着性产生不利影响，进而导致其剥落。在涂装过程中，因表面处理不当，涂刷工艺比较粗糙，成膜后会出现橘皮或者起泡等问题；当水汽透过缺陷处时，会导致膜下严重受腐，腐蚀物膨胀以后会破坏涂层。涂层开裂以后会形成孔隙，并且以缝隙腐蚀形式不断扩展，最终形成严重的腐蚀性病害。
3、电力塔架防腐蚀策略
基于以上分析，笔者认为要想有效防范电力塔架腐蚀，确保电力塔架运行的安全可靠性，可从以下几个方面着手：
3.1 新建塔架防腐措施
对于电力塔架而言，其所处的自然环境条件呈现出多样性特点，塔架及其配件腐蚀原因和腐蚀程度也不尽相同。因此，新建塔架防腐处理过程中，应当根据具体情况，采用针对性防腐措施。比如，污染不严重的内陆地区，由于空气中的盐浓度比较低，而且湿度相对较小，锌层腐蚀比较轻微，因此热镀锌防腐效果比较明显。基于此，建议对其采用热镀锌方法处理，对新建塔架进行防腐保护；然而，对于那些湿度相对较大，或者盐雾浓度相对较高的沿海区域，因恶劣环境的影响，容易导致电力塔架受到严重的腐蚀。对于这些地区的新建塔架，可采用热镀锌+防腐涂料方式，对其进行双重防护。这种方法，不仅可以延长防腐时间，而且防腐效果也非常的显著。
3.2输电铁塔防腐措施
对于服役多年的输电铁塔而言，因常年处在室外大气环境条件，所以或多或少地会受到环境的影响，比如雾霾等。对于输电铁塔而言，使用前需采取热镀锌法做防腐处理。输电铁塔热镀锌过程中，锌与塔架材料钢铁发生扩散，进而形成一层锌铁合金，锌铁冶金结合以后，较之于普通涂料结合力更强，即使暴露在自然环境条件下，锌层也可以多年不落。当镀锌层出现较小裂纹以后，锌就会牺牲阳极防止裂纹处的钢铁生锈。涂覆涂料防腐方法，具有成本低、工艺简单等优点，所以在锈蚀电力塔架防护过程中应用非常广泛。对于涂料防腐蚀措施而言，其作用表现如下：
第一，具有屏蔽作用。采用防腐涂料施工方法，可以有效阻止水、氧以及离子透过漆膜，隔离腐蚀介质、金属，有效避免腐蚀电池问题发生。
第二，阴极保护作用。将含有阳极金属粉的涂料均匀地覆盖在金属基体上，以免金属受到腐蚀，而且还可以延长应用寿命。
第三，漆膜电阻效应。腐蚀电池回路中，虽然无法阻止金属电子从阳极流向阴极，但是绝缘性比较好的漆膜可抑制溶液中的阳极金属离子溶出。
第四，颜料缓蚀以及钝化作用。一般而言，普通的涂料体系耐腐蚀性相对较差，而且防护时间也比较短，通常仅2至3年的时间，比如醇酸红丹涂料等。重防腐涂料体系，即在恶劣环境条件下，具有长效防护作用的高性能涂料，其构成材料有底漆、面漆和中间漆，漆膜厚度一般不小于200 μm，有效防护时间至少15年。底漆对面漆、底材的附着力以及粘接力比较强，而且还具有良好的缓蚀防锈作用，以富锌涂料为主；对于中层漆而言，一般是过渡层，具有抗渗效果；面漆的作用是抵抗腐蚀介质以及外部应力，与富锌涂料相适应的中层和面层涂料，主要有环氧树脂类、氟碳类以及聚氨酯类等。
3.3电力塔架改造
为了有效防范电力塔架腐蚀，可对其进行适当的改造，比如在选择防腐涂料时，针对螺栓、塔材等关键部位和材料进行合理的选择。对于底漆而言，以环氧磷酸锌底漆为宜，其厚度至少要在40μm以上；对于中间漆而言，以环氧云铁中间漆为宜，其厚度至少80μm；对于面漆而言，以丙烯酸聚氨酯面漆为宜，其厚度至少40μm。针对旧涂层塔架，需先对旧涂层用溶剂擦洗，验证底漆是否适应，让后才能涂装；涂料成膜后，需检测其缺陷、附着力以及厚度。当螺栓涂刷完成后，补涂厚浆型环氧漆，并将缝隙、边角缝好，或用弹性密封胶对其封装。
结语
电力塔架腐蚀成因复杂，因此应当根据铁塔所处的环境、防腐需求，选用合适的防护体系，并对防腐方案进行优化。
参考文献：
[1]陈云 强春媚 王国刚 苗文华.输电铁塔的腐蚀与防护[J]电力建设，2010（08）.
[2]刘纯 陈军君 陈红冬 彭继文.输电铁塔的腐蚀特性和防护[J]湖南电力，2012（06）.
[3]马承志 杨宏仓 余启育 梁位正 林岳凌.沿海地区输电铁塔防腐蚀方法对比分析[J]机电工程技术，2014（12）.
[4]金晓鸿，王建，刘新，等.防腐蚀涂装工程[M].北京：化学工业出版社，2008.
论文作者:丛日春
论文发表刊物:《基层建设》2015年14期供稿
论文发表时间:2016/1/13
标签：电力论文; 铁塔论文; 涂料论文; 边角论文; 涂层论文; 防护论文; 厚度论文; 《基层建设》2015年14期供稿论文;