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摘要：长久以来，钢结构的腐蚀始终是影响电网安全最为普遍的灾害之一。所以，开发应用长效防护措施对钢结构实施有效保护则具有十分重要的现实意义。本文笔者结合个人从事输变电工程的实践经验与相关参考文献，就输变电工程中钢结构的腐蚀与防护技术展开粗浅的探讨，以供参考。
关键词：输变电工程；钢结构；腐蚀防护
1导言
正是因为输变电工程长期裸露在自然环境之中，所以钢结构防护始终都是输变电工程中的重点供电。尤其是钢结构自身的腐蚀寿命直接决定了钢结构的服役寿命，所以为了进一步确保输变电工程的安全稳定运行，确保电网的长效运行，就必须提高输变电工程中钢结构的腐蚀防护技术，做好腐蚀防护工作。以下笔者结合个人实践工作经验与相关参考文献，粗浅阐述了钢结构防腐处理的重要性以及现今钢结构防护技术现状，提出行之有效的钢结构防腐技术，以供广大同行参考借鉴。
2钢结构防腐处理的重要性
结合当前输变电实际工作中电钢结构所用钢材，大体可以分成低合金高强度结构钢和热轧低碳钢两部分。倘若这两种钢材的防腐措施不足，钢材表面在受到空气、水等影响下，发生化学反应，进一步会使钢材遭到腐蚀。输变电工程钢结多数是露天使用，长期遭受各种各样自然环境作用，尤其是在工业区，还会遭受大气中酸、碱、盐等化学物质的侵蚀，进而加快了腐蚀的速度，结果自然是缩短了输变电钢结构使用寿命，降低安全性等。在输变电工程中，维护钢结构使其防腐的费用比例不低，是考虑电网运营的成本组成不能缺少的一部分，特别是在一些环境条件恶劣的地区，对防腐的投入更大。当今，我国国家电网公司正着眼于加强应用新材料，积极致力于研发钢结构防腐防护的新技术，着手于不断延长项目工程的使用年限，把输电钢构件的防腐等维护工作的成本控制在合理范围内。
3输变电工程中钢结构防腐处理的重要性及防护现状
通过分析我们可以得知目前在输变电工程施工中钢结构所使用的钢材，主要可以分为低合金高强度结构钢和热轧低碳钢这两种，倘若这两种钢材的防腐措施不足，就会在空气、水等因素的共同作用下发生化学反应，使钢材遭受到进一步的腐蚀。尤其是输变电工程中钢结构往往长期暴露在自然露天环境之中，受到各种各样自然环境的共同作用，甚至处于工业区的钢结构还会受到大气中酸、碱、盐等化学物质的侵害，不仅仅缩短了输变电工程中钢结构的使用寿命，也给输变电工程的安全施工带来了巨大的影响。这是因为电力设备设施在投入运营后，一旦碰到停运检修，所带来的影响是恶劣的，严重使各部门配合失调，更甚者会让整个经济体系陷入瘫痪的境地。因此，做好输变电工程中钢结构防腐处理尤为重要。
也正因如此，电力企业往往会投入大量的经费于输变电工程中钢结构的维护之上，提高其防腐效果。尤其是在那些自然环境恶劣的地方，对钢结构防腐的资金投入则更大。所以，现如今电力企业已经将研发重点放在钢结构防腐防护技术之上，以期不断延长钢结构服役年限，降低钢结构防腐维护成本。
就目前而言，输变电工程中钢结构防腐措施主要是根据防治腐蚀介质的物理状态差异和钢材料的不同腐蚀程度，采取不同的方法。首先，可以在钢结构的冶炼过程中，将铜、镍、铬等元素加进钢材中，从而增强钢材本身的抗锈能力；其次，选择较为活跃的金属元素为钢结构表面镀上一层金属保护层，以降低对钢结构的侵蚀；最后，在钢结构表面涂抹上非金属涂料，以此隔绝大气层中的有害介质，为钢结构起到防腐作用。
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4钢结构腐蚀防护技术
4.1热浸镀锌
一般来说，热浸镀需要选择熔点比较低的金属，并通过这些元素的扩散来改变钢材表面化学结构，从而形成具有较强耐腐蚀性的合金或者金属表面。在进行那个热浸镀的过程中，其基体金属与金属镀层之间的截面上必然存在一个含金属相的化合物相层。当前，在空气中，热浸镀锌、热浸镀锌铝合金等成为钢铁表面应用最普及的防护方式，其中热浸镀锌应用最为广泛。
具体来说，热浸镀锌工艺包含分解熔融、吸收、扩散三个过程。因受到温度及压力等因素的影响，锌元素渗入钢内会一一分解，形成活性锌原子，在被钢表面吸附之后，会扩散到金属内部，随后进入金属晶格中，并在晶格中移动。钢表面在不断吸收活动锌原子的过程中，会导致钢表面与内部形成巨大的锌浓度差，驱使锌原子由浓度高的位置移动到浓度低的位置，从而达到渗透效果。在这一过程中，钢铁表面能够形成一层水膜，此时加入一些化学物质时，便能够形成电解质，使得钢铁表面层与电解液之间能够形成原电池的工作环境，其中电池阳极为活泼金属，但是已经被腐蚀，电池的阴极为基体金属，受到保护。在潮湿的环境中，在有水存在的情况下，金属锌能够发生电化学的有氧腐蚀，从而产生电流。金属在电解质溶液中极易发生原电池效应，且属性较为活泼的金属原子很容易因失去电子而发生氧化反应。通常情况下，在海水中，电极电位为-0.794V，而高纯锌能够达到-1.06V，铁电极电位则为-0.351V，因此，在实际操作过程中，阳极用锌来取代铁，能够对钢铁基体形成良好的电化学防护作用。
4.2富锌涂料
涂料防腐指的是把抗腐蚀的涂料涂抹在需要保护的钢铁金属材料上，让其不和腐蚀物质正面接触而不被腐蚀的一种方式。富锌涂料干燥涂抹中一方面包含占比较小的树脂基料，另一方面包含占比较小的纯度相当高的锌粉。所以，富锌涂料对钢铁材料的防腐原理和热侵镀锌类十分近似，具有屏蔽与阴极保护功能等。另外，富锌涂料还具备涂料本身的部分性能。其防腐蚀功能大致包含下述几点：
（1）涂层的阴极保护
阴极保护功能利用两种方式实现，第一种是牺牲阳极法，第二种是外加电流法。其中第一种方法是在需要保护的钢铁上连上电位更负的合金亦或金属，依托其持续溶解所形成的电流对需要保护的钢铁加以阳极计划，实现保护目标。项目方面经常运用涂抹富锌涂料的方式对作为阴极的金属加以腐蚀防护。为了使涂膜导电且起到牺牲阳极的功能，必然整个涂层要有优良的导通性，涂层和金属材料形成一个电化学回路，如此才可以起到电化学保护功能。此种涂料的涂膜中包含浓度较大的锌粉，在锌粉颗粒间和金属、锌粉间保证钢铁的正面接触。假如水进入涂膜中，就构成了由基材钢板与锌粉构成的原电池架构。锌含量的多少对涂料的防腐性产生直接影响，即含量高的锌粉的有机涂料防腐蚀性好于含锌量低的环氧富锌涂料。
（2）涂层的屏蔽功能
富锌涂料的屏蔽功能重点源自于服饰产物与难溶盐。以前的富锌涂料运用球形状的锌粉，采用点接触的形式来传输电子，这个时候涂层的导通性不良，锌粉的浓度太高，粘合剂无法填充涂层间的间隙，便形成了多缝隙的涂层架构。运用鳞片形状的锌粉，增强了物理屏蔽性能，此是由于鳞片形状的锌粉构成的诸多小的区域，弱化了涂层和钢铁基材间的热膨胀系数差异，减小了涂层硬化的收缩水平、控制了涂层的开裂、掉落，进而提高涂层的粘合力与抗介质的渗透水平，从而提升了防腐蚀的能力。
结束语
各行各业想要生存、想要发展都离不开电力的支持，人们的衣食住行更是与输变电工程息息相关。所以，确保输变电工程的安全、稳定运行，对整个国家而言都有着至关重要的影响。尤其是钢结构作为输变电工程中的重点工作，因其始终暴露在自然环境之中，极易遭到腐蚀侵害严重影响其服役寿命，影响到整个输变电工程的安全、稳定运行。因此，做好输变电工程中钢结构的防护工作，不断开发并研制更多的长效防护措施，以便对钢结构实施最为有效的保护则具有十分重要的现实意义，也是广大电力工作者应该强化研究的重点内容。
参考文献：
[1]程志明.输变电工程中钢结构腐蚀防护新技术[J].四川水泥，2016，（08）：119.
[2]陈奕燊.钢结构腐蚀防护新技术在输电工程中的应用[J].中国高新技术企业，2016，（12）：37-38.
[3].中国电力科学研究院输变电工程研究所[J].电网技术，2016，40（01）：336.
论文作者:朱艳平
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第16期
论文发表时间:2018/1/19
标签：钢结构论文; 中钢论文; 输变电论文; 工程论文; 锌粉论文; 防护论文; 涂料论文; 《建筑科技》2017年第16期论文;