基于输电线路铁塔防锈除锈工作的探索

2016-01-28郑沁

大科技 2016年24期

关键词：铁锈酸洗镀锌

郑沁

（超高压输电公司梧州局广西省梧州市 543002）

基于输电线路铁塔防锈除锈工作的探索

郑沁

（超高压输电公司梧州局广西省梧州市 543002）

目前在我国高压输电线路架设过程中大量的应用了钢结构铁塔，众所周知，金属长期暴露在空气中会发生锈蚀现象，线路铁塔发生锈蚀，其物理性能会逐渐下降，在降低使用寿命的同时也容易造成安全隐患，所以在杆塔运行维护过程中要积极采取有效的防锈除锈措施。

输电线路；杆塔防锈；酸洗；磷化

在高压输电线路中，大量的应用了钢结构铁塔，当金属长期暴露在空气中时，会与氧气、水发生化学反应，造成锈蚀，尤其是在很多重工业地区，空气质量差，空气中有害的酸性气体含量严重超标，会进一步加快铁塔的锈蚀速度。在输电线路长期运行过程中，杆塔结构件的防腐保护性能直接影响着线路的安全稳定运行，所以有必要根据杆塔所处环境有针对性的采取防锈除锈措施。本文将对铁塔锈蚀的机理进行简单阐述，并重点对铁塔的防锈、除锈工作方法进行深入探讨。

1 铁塔锈蚀的机理及特点

当铁塔处在室外环境时，会与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应，造成锈蚀。影响锈蚀速度的因素很多，如铁塔材质的化学成分、所处环境的温湿度、空气质量等等。随着工业的飞速发展，大气污染问题的日益严重，大气中酸性气体（二氧化硫、二氧化碳等）的比重越来越大，在导致温室效应的同时，也加快了铁塔的锈蚀速度。空气质量的下滑对于防锈除锈工作的开展造成了很大的障碍。

对于电力系统中应用的金属铁塔，其锈蚀情况具有一定的特点，归纳起来主要是包括下列几点：

（1）局部锈蚀、不均匀。

（2）锈蚀部位主要集中在辅材、斜材和联板。

（3）金属部件的边角、防腐涂层孔隙处最先出现锈蚀。

（4）防锈涂料及涂装工艺对于锈蚀情况的影响较大。

（5）锈蚀主要是酸性腐蚀[1]。

2 有效的防锈方法

2.1 油漆防腐

在金属防锈中，通过涂装油漆作为防锈手段最为常见，其具有成本低廉、工艺简单的优点，使用红丹漆作为底漆，调合漆作为面漆，这些材料简单易得。其应用原理是红丹漆会与油料发生化学反应形成坚硬的保护层，坚固且防水，其中红丹钝化剂还可以阻碍锈化反应的发生。在进行油漆涂装前，要对涂装表面进行除锈处理，除锈效果将影响油漆防锈的有效期，一般2～3年后就需要进行补刷。

2.2 镀锌、铝防腐

在金属防锈工作中，牺牲阳极法也是有效的手段之一，是以牺牲阳极的锌或铝来达到保护金属铁的目的，由于锌、铝自身就具有很好的抗腐蚀能力，所以防腐能力持续时间长。

为了更好的实现防腐效果，在实际应用过程中还可通过对镀锌、铝涂层进行二次封闭处理，形成复合保护层。在保证防锈功能的同时，可以有效的延长防锈时限。二次封闭处理时一般选用乙烯树脂类、聚氨酯类及氯化橡胶、环氧树脂类等材料，在应用时根据实际使用环境进行合理的选择，这种方法的防锈时限能达到30～40年。

2.3 涂料防腐

涂料防腐的原理是利用涂料良好的表面性能及其与铁塔的粘附性，隔绝会与铁塔发生锈蚀的外界因素，如空气、水、酸性气体等。涂料防腐的方法包括直接涂装、镀锌铝+工厂直接涂装、镀锌铝+后期涂装等几种方法。镀锌铝+工厂直接涂装指的是在铁塔金属材料在工厂镀锌铝后直接继续涂料涂装，这样能达到最好的涂装效果，且降低了事后维护的成本；镀锌铝+后期涂装则是镀锌铝防腐措施失效的情况下进行的补救措施，主要应用与空气污染严重及沿海区域。

随着涂料技术的发展，目前应用于防腐二次封闭的涂料种类很多，且性能也在不断提升，主要包括下列几种：

（1）SIC等环氧类重防腐涂料。这类涂料具有附着力强、机械强度好、耐冲击、耐摩擦、施工工艺简单等优点，而且其成本是锌铝涂层的一半左右，具有很高的经济性优势。

（2）ICI涂料。这种涂料是一种水性的无机涂料，对于水、盐水、有机溶剂都有很好的耐受性，在高温环境下表现优异，且老化速度慢，非常适用于沿海及空气污染严重地区。

（3）丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆。这种涂装材料是在水泥砂浆中加入少量的NBS乳液，使其具有很好的粘结、抗裂、抗渗透、防冻、防腐等优点，这种涂料施工方便、配置简单，且可同时当作修补材料对铁塔地基进行修补。

（4）氟碳涂料。这种涂料是目前抗腐蚀及耐侯性最强的材料，具有很好的化学性能，可适用于多种恶劣的环境。随着相关技术的发展，目前已经广泛应用于社会各个领域。鉴于其优异的防腐性能，在输电线路铁塔防腐工作中也取得了很好的成效，受到了更为广泛的关注。其优点主要包括防腐蚀性能优良、免维护自清洁、保色性能好、使用寿命长。这一涂料在新建输电线路铁塔上得到了广泛的应用，而在运行中的铁塔，由于其原有防锈措施的存在，在应用氟碳涂料时，需要注意的问题较多，施工工艺也相对复杂[2]。

3 除锈方法分析

在实际的除锈工作中，主要是利用酸来洗去铁锈，这是因为铁锈的主要成分是铁的氧化物，而酸能够与这些氧化物发生化学反应。理论上盐酸、硫酸、硝酸均可作为酸洗剂，不过相比较而言，盐酸效果更好，且具有经济性优势。针对不同的情况除锈方法有着一些差异，下面对几种方法进行简单的分析。

3.1 盐酸酸洗

这种方法是在3～7%的盐酸溶液中混入0.3%的缓蚀剂，盐酸浓度可根据锈蚀程度进行调整，在铁锈处理干净后，用清水将反应物及残留酸洗剂清洗干净。

3.2 酸洗膏除锈

当需要除锈的部位处于铁塔上部、高空位置时，使用酸洗进行除锈就显得非常困难。针对这种情况，我们可以使用酸洗膏进行除锈，需要注意的是这种方法只适用于小部位的除锈。在除锈过程中，首先要将金属表面的油污清理干净，再将酸洗膏涂抹在锈蚀表面，一次除锈不干净可多次涂抹，在铁锈除净后用清水冲洗干净。由于在酸洗膏中加入了钝化剂，所以在除锈完成后无需再次进行化学转化处理。

3.3 化学转化处理

对铁锈进行酸洗后，酸会与金属表面发生反应产生二次锈，所以有必要在酸洗完成后通过涂抹碱性氧化溶液来使金属表面形成一层保护膜，这层保护膜化学性质稳定，可持续较长时间，有利于于金属表面进一步的防锈处理。

3.4 四合一除锈法

四合一除锈法主要是针对一些锈蚀不严重、锈蚀范围小的表面，四合一是除油、除锈、磷化及钝化的综合，可通过一次操作完成这四项工作。其中磷化处理能够使金属表面形成一层磷酸铁保护膜，这层保护膜具有很好的不导电性能，电阻值及击穿电压高，是很好的涂装底层和电绝缘层[3]。