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恶劣大气环境下，输变电金属腐蚀问题迎击策略

作者
张书禹
来源
中国腐蚀与防护网
发布时间
2016-11-23
关键词
输变电金属设施, 腐蚀, 大气环境, 恶劣, 使用寿命
领域
腐蚀领域
摘要
恶劣大气环境下，输变电金属腐蚀问题迎击策略
正文
地处重污染工业区内输变电金属设施在运行过程中所处大气环境条件恶劣，尤其是在酸性气氛环境对输变电线路、隔离开关、刀闸等金属设施造成的腐蚀破坏直接影响输变设备及电线路的安全可靠性和使用寿命。 目前国内外针对输电设备防腐处理侧重于输电杆塔喷砂除锈及预装底漆处理，对运行中输电杆塔进行防腐涂层处理的研究应用也较多，但因材质及腐蚀特点与钢芯铝绞线、刀闸不同，对于输变电钢芯铝绞线、刀闸等设备防腐处理研究应用较少。本文针对蒙西地区污秽成分特点，开展了输变电钢芯铝绞线、隔离开关、刀闸等金属设备腐蚀防护涂层应用研究。 试验部分 1试样制备 A组分制备工艺：在去离子水中加入偶联剂、聚苯胺、硅强粉，超声分散20分钟后加入环氧树脂中，高速搅拌得到混合乳液，然后依次加入填料纳米二氧化硅、流变改性增稠剂、润湿渗透剂、分散剂、流平剂及消泡剂，高速搅拌30min后得到聚苯胺/硅强粉环氧树脂复合涂料。 B组分制备工艺：将适量的聚酰胺固化剂与少量去离子水稀释后搅拌均匀可得，涂敷时按照A组分：B组分=3:1混匀后使用。 2涂层性能测试 涂层憎水性实验按照按DL/T864-2003《标乘电压高于1000V交流架空线路用复合绝缘子》执行；涂层附着力按照GB/T1720-79《漆膜附着力测定法》执行；涂层硬度按照GB/T1730-93《漆膜硬度测定法》执行；耐酸碱性按照GB/T1763《漆膜耐化学试剂性测定方法》执行。利用日立SC300型扫描电镜观察涂层形貌，利用海辰华电化学工作站测量涂层的电化学性质，涂有防腐蚀涂层的铝部件为工作电极，铂丝电极为对电极，Ag/AgCl 为参比电极，研究涂层试样在中性的3.5%（质量百分数）NaCl溶液中的电化学行为。 试验结果分析与讨论 1 不同偶联剂添加量对涂层微观形貌的影响 图1　涂层扫描电镜的形貌分析 图1（a）、（b）、（c）、（d）分别是不同偶联剂sw80、sw82、KH460、KH560处理后得到的涂层图片。可以看出树脂对填料包裹较好，相比其它三种偶联剂致密平整，孔隙较少，复合涂料在金属基体表面形成了一层有效的防护膜，从而起到防腐蚀的效果。 2 不同聚苯胺添加量对涂层表观性能的影响 表1 不同聚苯胺添加量涂层表观性能的影响 通过实验对比得知，聚苯胺的用量最佳值为0.8-1%。 3 不同硅强粉添加量对涂层性能的影响 硅强粉是近年来使用性价比较高的防腐蚀填料，按聚苯胺1%比例，添加与树脂不同比例的硅强粉进行对比实验研究，考察硅强粉/聚苯胺复配添加到树脂中的防腐蚀效果，得出最佳的硅强粉添加量。 表2不同硅强粉添加量对涂层性能的影响 根据表2结果综合考虑确定硅强粉的添加量为20%。 4 聚苯胺/硅强粉复合涂层的耐化学品性能 表3 聚苯胺/硅强粉复合涂料耐盐水、酸碱浸泡实验 按照漆膜的耐碱性（GB/T 1763-1979）测定，规定48h内漆膜无起泡、裂痕、剥落、粉化等现象，即符合要求，从表3可以看出所制备出的聚苯胺/硅强粉涂料在碱性溶液中浸泡30天没有出现气泡，粉化等现象，所制备涂料符合国家标准的要求。 5 聚苯胺/硅强粉复合涂层红外光谱分析 图2.聚苯胺硅强粉复合涂料的红外光谱图 从图2可以看出，偶联剂在复合涂料中发挥了改性复配的效果。 6 聚苯胺/硅强粉复合涂层电化学性能分析 图3.不同复合涂层的塔菲尔曲线 图3中曲线a-d分别表示环氧树脂、环氧树脂+硅强粉、环氧树脂+聚苯胺、环氧树脂+硅强粉+聚苯胺四种涂层塔菲尔曲线，其中四种涂层腐蚀电流分别为10-7.806A、10-8.393A、10-8.743A、10-9.203A，腐蚀电位分别为-0.343V、-0.284V、-0.216V、-0.127V。可以看出聚苯胺的独特电化学性能起到了缓蚀阳极保护作用，使金属钝化并在金属表面形成起保护作用的氧化膜层。 结论 本文以环氧树脂为成膜物质、聚酰胺为固化剂、经改性处理的聚苯胺/硅强粉为防腐介质、以二氧化硅和二氧化钛为填料所制备的环境友好型防腐蚀水性涂料可耐盐水浸泡超过60天，电化学测试腐蚀电流由原来的10-7.806A降低到10-9.203A，腐蚀电位由涂装纯环氧树脂的-0.343V降到-0.127V，有效降低了金属的腐蚀速率，且漆膜性能稳定符合相关标准规定，可用于重污染工业区内恶劣大气环境下输变电站金属设施防腐蚀涂装应用。 更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等等方面的国内外最新动态，我们网站会不断更新。希望大家一直关注中国腐蚀与防护网http://www.ecorr.org 责任编辑：王元 《中国腐蚀与防护网电子期刊》征订启事 投稿联系：编辑部 电话：010-62313558-806 邮箱：ecorr_org@163.com 中国腐蚀与防护网官方 QQ群：140808414

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