输变电工程中钢结构的腐蚀与防护

姚宝峰

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 钢结构 腐蚀 防护技术

中图分类号：K98 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（c）-0069-02

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。

1 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。

2 输变电工程中钢结构的腐蚀防护技术

第一，可采用热浸镀锌的防护方式。热浸镀就是利用熔点较低金属元素的扩散，对钢材表面的化学结构进行改变，使之成为具有较强耐腐蚀性的金属表面。目前热浸镀锌是使用最为广泛的防护方式。热浸镀锌的基本工艺主要包括三个过程，分解熔融、吸收、扩散。其基本原理在于锌元素受到温度、压力等因素的影响逐步渗入到钢内，后被一一分解形成活性锌原子，被吸附于钢结构表面之后就会逐步扩散到金属内部，从而进入到金属晶格之中，在晶格之中移动。而钢结构的表面在吸收了不断活动的锌原子后，会使钢结构表面与钢结构内部产生巨大的锌浓度差，进而使锌原子从浓度高的地方移动到浓度低的地方，以达到预期的渗透效果。在这个反应过程中，钢结构表面则会形成一层水膜，而此时只需要将化学物质加入其中就能够形成电解质，使钢结构表面与电解液之间形成原电池的工作环境，起到保护作用。

第二，可采用富锌涂料的防护方式。富锌涂料就是指将在需要保护的钢结构表面涂抹上具有抗腐蚀性能的涂料，使其不与具有腐蚀性的物质进行正面的接触。因为富锌涂料中既包含了树脂基料，又包含了纯度较高的锌粉，所以在某种程度之上锌涂料的钢结构防腐原理与热侵镀锌的防腐原理是极为相似的。此外，富锌材料其本身还具备独特的防腐涂料性能，对其防腐性能进行分析则体现在以下两个方面之上。一方面，涂层具有阴极保护功能。所谓的阴极保护就是利用牺牲阳离子或者实施外加电流的方法，对阴极进行保护。如若在保护阴极的过程中采取牺牲阳离子的方法，则需要在保护钢铁上连接电位更负的合金，并依托其在持续溶解过程中所形成的电流对需要保护的钢结构加以阳极计划，从而实施对目标的保护。通常来讲，涂抹富锌涂料是对作为阴极金属加以防腐保护最为常见的方式。而为了在实际应用过程中能够让涂料起到导电并牺牲阳极的功效，则必须要确保整个涂层拥有较好的导通性，以便涂层与金属材料之间能够形成一个良好的电化学回路，从而发挥电化学保护的最大效能。此外，需要注意的是因为这种涂料之中存在着浓度较大的锌粉，如若水进入到涂膜之中，基材钢板和锌粉就会构成原电池。而锌含量的多少又直接会影响到涂料的防腐性能，所以在钢结构防腐处理上多采用锌粉含量较高的有机涂料；另一方面，涂层的屏蔽功能。富锌涂料所具备的屏蔽功能主要是源自腐蚀产物与难溶盐。以前富锌涂料中的锌粉主要呈现球形状，并采用点接触的形式对电子进行传输，而此时由于涂层缺乏良好的导通性且锌粉浓度又十分高，也就使得粘合剂根本无法填满涂层之间的间隙，也就出现了多缝隙涂层架构问题。而后期锌粉采用鳞片形状，不仅进一步增强了富锌涂料自身的物理屏蔽性能，还构成了诸多的小区域，使涂层与钢铁基础材料之间的热膨胀系数差异进行进一步弱化，从而大大降低了涂层硬化的收缩水平，有效抑制了涂层开裂、掉落情况的发生，大大提升了富锌涂料对钢结构的防腐蚀能力。

第三，可采用冷喷涂技术。由前苏联科学院理论与应用力学研究所的专家们研发的冷喷涂技术，自发明以来一直受到世界各国的关注，我国的科学院金属研究所也致力于冷喷涂技术的研究工作之中。尤其是目前在抗海水腐蚀、耐高温氧化涂层的研究上已经取得了十分骄人的成绩，并被广泛应用到海洋工程与航天工业之中。而这些年来，随着我国在各类涂层科学研究上的不断进步，世界各国在冷喷涂技术上的不断完善，冷喷涂技术因为其具有较高的涂层密度，成本较低，且涂层成分也更接近原始喷涂材料，冷喷涂这种独特的喷涂方式俨然已經成为热喷涂技术最为有力的竞争对手，尤其是冷喷涂技术在二次修复等方面所具有的卓越性能远远优于热喷涂技术，所以，现如今以冷喷涂技术为主制备各种涂层势必会成为输变电工程钢结构领域的应用首选。

3 结语

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

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