环氧树脂包绕拉线锈蚀的原因分析与治理方案

崔树峰++代永胜++焦东

[摘  要]环氧树脂包绕工艺因为其粘接性能特别强，有较好的化学稳定性，被广泛应用于输电线路砼电杆的拉线包裹，并在很长一段时间起到了良好地防盗作用。然而近年来钢铁价格持续走低，环氧树脂包绕在防盗方面起到的作用远不及加速拉线锈蚀带来的危害。通过对胜利油田东区电网的拉线锈蚀情况进行排查分析，提出了锈蚀拉线的治理方案。

[关键词]拉线  锈蚀  环氧树脂包绕  治理方案

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0130-01

前言

环氧树脂包绕工艺在很长一段时间内被广泛应用于输电线路砼电杆的拉线包裹，堵塞了拉线被盗的安全漏洞，其防盗效果也受到了普遍认可。然而，2015年夏季在胜利油田北区电网发生了110kV输电线路倒杆事故，最终确定是由环氧树脂包绕拉线尾端锈蚀、断裂引起的。此次事故造成了恶劣的影响，对整个油田电网的运行可靠性带来了巨大的挑战，也为输配电线路的运行维护工作敲响了警钟，并一定程度上使油田电力总公司近期的工作重点做出了调整。

1 拉线锈蚀情况现状调查

胜利油田东区供电公司近期对各电压等级线路环氧树脂包绕的拉线锈蚀情况进行了抽查，抽查情况如下：

通过对抽查结果对比分析，得出以下结论：

（1）若拉线本身质量良好，但包绕工艺不合格，则裸露在外的拉线锈蚀情况较轻，包绕内部会加速锈蚀;

（2）若包绕工艺良好，但拉线质量不过硬，则裸露在外的拉线锈蚀严重，包绕会起到一定防锈作用;

（3）在拉线已经发生锈蚀的情况下，拉线裸露部分与包绕接触的位置，锈蚀更加严重;

（4）若拉线质量与包绕工艺均良好，拉线裸露部分与包绕内部都相对较轻。

2 拉线的锈蚀机理

2.1 化学锈蚀

化学锈蚀是指钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀。这种锈蚀多数是氧化作用，使钢材表面形成疏松的氧化物。在常温下，钢材表面形成一薄层氧化保护膜FeO，可以起到一定的防止钢材锈蚀的作用，故在干燥的环境中，钢材锈蚀进展缓慢。

2.2 电化学锈蚀

电化学锈蚀是指钢材与电解质溶液接触，形成微电池而产生的锈蚀。潮湿环境中钢材表面会被一层电解质水膜所覆盖，而钢材本身含有铁、碳等多种成分，由于这些成分的电极电位不同，形成许多微电池。在阳极区，铁被氧化成二价Fe离子进入水膜;在阴极区，溶于水膜中的氧被还原为OH-离子。随后两者结合生成不溶于水的Fe（OH）2，并进一步氧化成为疏松易剥落的红棕色铁锈Fe（OH）3。

电化学锈蚀是钢材锈蚀的最主要形式，环境中的湿度，氧，介质中的酸、碱、盐，钢材的化学成分及表而状况等是锈蚀的主要因素。一些卤素离子，特别是氯离子能破坏保护膜，促进锈蚀反应，使锈蚀迅速发展。

3 拉线锈蚀的原因分析

3.1 运行的环境

拉线长期运行于自然环境中，表面的镀锌层受到最长25年的氧化。对钢绞线的防腐作用大大减弱。拉线包裹环氧砂浆后，受到微风振动，当振动的频率相同时，甚至发生共振现象，运行时间足够长的情况下，环氧砂与拉线表面之间将产生松动现象，尤其是环氧砂浆的开口处容易产生空隙，腐蚀介质进入拉线内部，从而开始了拉线腐蚀过程。

镀锌钢绞线随着应力增加，极化电阻变小，腐蚀电流密度增大，且在1120MPa应力作用下镀锌钢绞线腐蚀电流密度达最大值，为无应力作用下腐蚀电流密度的7倍;镀锌层发生

3.2 镀锌钢绞线结构

砼杆的拉线主要由钢绞线、UT线夹和拉线捧组成。锈蚀最严重的镀锌钢绞线，其结构由一根根细幼的圆形钢丝条扭绞而成。它的物理结构使到整条钢绞线的内部受力拉紧后，仍然存在一定的空隙。当下雨时，雨水通过这些空隙渗入。

钢绞线包裹环氧树脂后.对雨水的渗入有一定的阻隔作用，另一个方面，也阻碍了雨水的渗出以及蒸发，产生了积水现象，作为腐蚀性电解质的雨水与钢绞线长时间发生电化学腐蚀，钢绞线内部的积水与含氧货比表层更多，有利于腐蚀的发展。

3.3 环氧树脂包绕工艺质量

在开凿过程中，我们发现包裹的环氧树脂的质量差异很大，当包裹的环氧砂浆结实而且光泽比较亮的，拉线没有被腐蚀，敲开后的环氧树脂成块状;当拉线发生锈蚀时，所包裹的环氧砂浆色择比较暗，容易被击碎，产生大最的沙粒。造成环氧树脂松散的原因是多方面的：

环氧树脂液的配料及环氧砂浆包护加固料没有严格按照规定的比例，容易影响坚固程度以及密实程度;环氧树脂的固化成型要求适时加压，环氧砂浆从模具开口处灌入后，若加压太早使胶液流失过多导致孔隙率大，加压太迟超过凝胶点，外加压力不能把树脂和纤维压密实导致孔隙率很大。要获得孔隙率小、强度高的复合材料，应在凝胶前的适当时刻加压，才能使复合材料达到最佳性能。

3.4 结论

通过以上分析得出结论：在无法确保其运行环境与工艺质量时，环氧树脂包绕是不可靠的;加之钢铁价格持续低位，拉线被盗风险较前些年大大降低，环氧树脂包绕在防盗方面起到的作用远不及加速拉线锈蚀带来的危害。

4 拉线锈蚀治理方案

根据对东区电网锈蚀拉线的检查情况，以及上文的原因分析，制定详细整改方案如下：

4.1 原环氧树脂包绕的拉线的处理

对该类拉线要求全部打开检查。

（1）经检查未发现锈蚀的，不再进行拉线更换，但要在打开部位进行防腐处理。

（2）检查后发现出现锈蚀现象的，要对锈蚀的拉线及附件进行更换，并采用UT倒挂方式。拉线与拉线棒连接部分必须涂刷沥青漆防腐处理。

（3）在路边、田地、低洼等区域，由于机动或农耕车辆较多，易遭受机械碰撞，可能受影响的拉线应当采用水泥护墩加固。加固上界面位置确定在UT的三分之一处，保证UT的正常安装和调整，并加装防盗螺丝。

4.2 原水泥、毛石护墩加固的拉线处理

原则上不对原护墩进行破坏。

（1）经检查未发现锈蚀的，不再进行拉线更换，但要在护墩与拉线或UT连接部位涂刷沥青漆进行防腐处理。

（2）如拉线锈蚀较为严重、需要更换时，原护墩仍继续保留，在旁边就近重新安装拉线，并采用UT倒挂形式，拉线与拉线棒连接部分必须涂刷沥青漆防腐处理。

4.3 处于水中的拉线的处理

（1）已采用水泥护墩加固或毛石加固的，按照上一条方式处理。

（2）拉线浸泡在水中的，采用加大的拉线盘或螺旋地锚，根据现场实际情况，采用延长的拉线棒，确保与拉线连接部位露出水面。相应的部件应当提前做好防腐处理。

4.4 其他相关要求和建议

（1）更换的拉线及拉线棒提高一个设计等级，如拉线35型的提升至50型，拉线棒16型的提升至18型，以此类推，延长拉线使用寿命。

（2）对于拉线及其附件（包括螺栓等），要认真进行外观检查，必须符合相关标准及规程的要求，以保证材料的质量。

（3）对拉线棒及拉线连接部位必须涂刷沥青漆进行防腐处理，并保证防腐质量。