胜利油田滩海区域电杆防腐和选型的研究应用

郑春生

摘要：本文结合胜利油田滩海区域水泥电杆的腐蚀原因进行分析，特别是针对氯离子从杆根侵入，先后采取涂刷防腐漆后缠绕玻璃丝布和纳米晶体瓷钢等两种防腐方法，实际运行后者能满足要求;针对氯离子从杆身侵入，试验了木质电杆并对木质电杆的提出改进使之满足运行要求，针对木质电杆难以在承力杆上使用，试验了高强度电杆。最后，结合油田滩海区域生产实际和各种电杆特点，提出滩海区域电杆选型的建议。

关键词：电杆;防腐;选型

胜利油田滩海电网共有553公里线路。其中69.1%电杆位于沿海滩涂、盐场、养殖等涉水地区，44.6%电杆常年位于水中。滩海电网共12000余基电杆，99.9%为水泥电杆，而且主要是预应力水泥电杆。部分水泥电杆位于滩涂、盐池和养殖区域内，杆身表面锈迹斑斑、水泥爆皮严重以及内部钢筋锈蚀严重，杆基强度大大降低。即使后期改造的电杆采用在电杆根部采取沥青漆防腐，但效果也不明显，沥青掉皮，表面出现锈斑。这些锈蚀严重的电杆极易发生断杆、倒杆的事故，轻则造成线路停电，严重的可能造成登杆人员的人身安全。

1、水泥电杆在滩涂区域加速腐蚀的机理

已有的研究成果表明：沿海地区水泥杆损坏的主要原因就是氯离子侵入引起的。电杆位于地表水或较高的地下水中，氯离子通过混凝土中的多孔结构侵入混凝土内部，破坏铁表面的钝化膜生成铁锈，铁锈的体积要比铁体积大2～4倍，产生很大的膨胀应力，造成混凝土的胀裂并形成裂缝，裂缝加快了氯离子的侵入，也加快电杆的腐蚀。（如下图）

沿海地区的水泥电杆防腐的关键就是防止离子的侵入。上述情况氯离子主要从电杆根部侵入，因此有必要采取切除氯离子从杆根侵入的措施。

2、采取的防腐措施和效果

2.1 现有电杆锈蚀的处理

清理电杆掉皮处的水泥和铁锈，用水泥进行补强，再利用环氧树脂对掉皮露筯处进行包绕。这样做只是从锈蚀表面进行修补，高浓度氯离子已经存在于电杆内部了，无法阻止腐蚀继续，二到三年的时间内，电杆包绕处又开涨，腐蚀更严重了，这种方法的防腐没有从根本上解决问题，只能采取换杆的方式予以解决。

2.2新电杆的预防性措施验证

（1）涂刷防腐漆后缠绕玻璃丝布的试验

在立杆前，在电杆根部三米范围内涂刷一层防腐漆，然后用玻璃丝布缠绕在电杆，最后再涂刷一层防腐漆，以此阻隔盐水特别是氯离子的侵入，运行五到六年后发现电杆仍掉皮露筯，大部分包绕层部分从杆身上脱离，起不到阻止的作用。

（2）涂刷纳米晶体瓷钢防腐

通过多方对比，选用了一种材料--纳米晶体瓷钢重防腐涂料。防腐原理为在表面形成钝化保护膜，阻止氯离子的通过，渗透性极低，达3.6×10^-5，同时附着力极强。这样形成稳定的防腐涂层，达到阻止氯离子侵入的目的，确保了防腐效果。运行五到六年后，水泥表面没有出现锈迹和水泥脱落的现象，防腐涂料表面光滑，附着紧密。

3、杆身防腐的研究

采用纳米晶体瓷钢防腐的方式对电杆根部进行防腐，大部分地区效果明显。但部分地方如海堤上的电杆杆身仍腐蚀较严重。通过观察和分析發现：海边空气中存在高浓度盐雾，附着在电杆杆身并不断侵入电杆，进而腐蚀钢筯。这样海边电杆氯离子侵入通道还包括电杆杆身，需要做好电杆杆身的防腐。

但涂刷防腐涂料后电杆表面光滑，无法正常登杆，形成防腐与登杆之间的矛盾，还需要采取其它解决办法。

3.1木质电杆可行性研究

鉴于沿海的通讯线路大量使用木质电杆，这些木质电杆有的长年泡在高盐分水中，在潮位变化的海滩，并没有出现腐蚀泡烂的现象，仍保持着原有的强度。基于此，在滩海地区试验木质电杆。

3.2木质电杆的不足及改进措施

机械强度低的改进措施。木质电杆弯矩较水泥电杆小很多，限制了其在承力杆的使用，只能使用在直线杆上，并且需要借助拉线进行平衡。

降低木杆着火的风险。从以往的运行经验来看，在油田开发初期大量使用木质横担，接地时经常烧毁木质橫担，这也导致了木质电力材料退出油田电力线路。因此重新投入线路时就需要解决这一问题。木质电杆的木材属半导体，线路接地后一般搭在金具上时造成接地，接地电流再通过电杆时，在金具与电杆接触点易出现弧光致木质电杆烧毁;同样，雷电直击时也可以造成木质电杆着火损坏。瓷柱断裂、表面闪络、异物接地等常见接地都导致导线直接或间接接触金属横担，而不会直接接触到电杆本身，因此做好橫担等金具的接地，分流接地时流入木质电杆的电流，就能减少木质电杆电流，避免形成弧光而导致木质电杆烧毁。顶部安装避雷线，避免雷电直击杆头，这样能有效避免电杆着火（如下图）。实际运行效果也证实了这一点。

4、高强度电杆的应用

针对木质电杆无法在承力杆上使用，还需要试验其它耐腐蚀、高承力电杆。滩海区域盐碱度高，环境恶劣，架空线路设计中许多电杆及拉线长期浸泡在水中，不仅杆基腐蚀严重，防风拉线的UT和拉线本身也同样腐蚀严重，增加了防腐面和故障隐患点。高强度水泥电线杆使用的UHPC材料具有较高的密实度，具有极低的渗透性、很高的抗环境介质侵蚀能力，特别适应于沿海滩涂地区电杆要求的抗腐蚀、大弯矩特点，可有效解决沿海滩涂地区架空线路混凝土电杆易腐蚀、易断裂问题。根据需要可以设计为终端杆、转角杆等承力杆。高强度水泥电杆滩海地区试用几年来，防腐效果也比较好。

5、各种电杆对比及选型

5.1三种电杆的特点及性能对比

5.2电杆适用范围

经过试验，预应力水泥电杆较非预应力水泥杆耐腐蚀能力差和受力差，不推荐在滩海特殊区域使用，推荐使用非预应力水泥电杆。杆根防腐非预应力水泥电杆能适用于在离海较远的陆地或水位变化不大的淡水水域，适宜所有线路杆型。对于海堤等离海较近的高盐雾区域的承力杆，尤其是重要负荷优先使用高强度杆，其次使用防腐非预应力水泥电杆。鉴于木质电杆良好的全身防腐性能，适用于近海陆地、在高盐分水域中，主要用于直线杆杆型，不能用于承力杆，同时做好拉线的防腐处理。考虑高强度电杆施工费用高，受成本制约，不便于大规模推广，适用于潮起潮落，海水水位变化大的滩涂区域、水流冲刷严重的沟渠边以及高盐度区域的承力杆推荐使用高强度水泥电杆。