输电设备防腐油漆材料的技术经济比较.doc

1、输电设备防腐油漆材料的技术经济比较打开文本图片集摘 要：本文通过对输电线路杆塔使用过的醇酸磁漆、氯化橡胶磁漆和丙稀酸磁漆3种防腐油漆材料防腐原理的分析p ，并在同一地区的三段铁塔，采用三种不同的油漆（每种面漆都配有相应的防锈底漆配套施工方案）进行防腐的技术经济比较，得出3种防腐油漆各自的优缺点，提出适合南方气候环境的杆塔防腐方案。【关键词】：p ：杆塔；防腐 ；材料；经济技术；比较中图分类号：TM621 文献标识码：A腐蚀科学是研究设备、材料在环境下发生的退化、变质、和控制腐蚀的一门边缘学科，本文主要介绍广东电网输电设备的防腐蚀方案与经济技术比较。广东省地处我国南部，临海靠江，气候潮湿，化工大

2、气多，酸雨等有害介质长期浸蚀着输电设备。运行经验表明，身处南方沿海城市的输电设备相对比内陆城市的输、变电设备腐蚀的速度要快，并且维护工作量较大且周期相对较短。如何从实际出发，研究出合理有效的耐蚀性防腐材料显得尤为重要。1 输电设备腐蚀的原因输电线路在大气中的腐蚀是因为与大气中的潮气（使镀锌层表面生存水膜）、氧、及其它有害介质共存而发生的，潮气、氧和其它有害介质任缺其一时，腐蚀都不会发生。广东地区的高压输电线路多处于城市周围、化工大气、海洋大气等地区特征的湿热带环境。下面我們分折一下引发腐蚀的几个因素。1.1 潮气：潮气表示空气中水蒸汽的含量。通常以相对湿度（RH）来表示，RH是指空气中水蒸气含

3、量的比值，相对湿度的大小关系着金属腐蚀表面上是否形成水膜和形成的水膜厚度。洁净的空气在相对湿度到达100时，在金属表面上会凝结成水，成为水滴或水膜。当空气中相对湿度达到一定浓度，使金属表面能形成一定厚度的水膜时，电化学腐蚀突然上升。1.2 氧气：中性介质中金属腐蚀主要为氧的去极化过程。没有氧气，金属的大气腐蚀不会发生。有资料证明，镀锌的铁钉泡在脱氧的海水中几十年仍保持光泽。金属表面上吸附的水膜相当薄，大气中的氧易溶于其中并扩散到金属表面阴极区，使氧的进极化过程进行甚为顺利，故氧在大气对金属腐蚀中常起着主要作用。1.3 温度：输电线路铁塔在大气腐蚀中，当相对湿度处于临界面状态以上时，反应速度才随

4、温度的提高而增加。每当温度提高10，腐蚀速度增加一倍。如果温度急降时，相对湿度大大增加，甚至产生凝露，就会促进腐蚀。例如在昼夜温差大的地区或季节，环境温度大幅度下降，金属表面就很容易凝结水膜而锈蚀。1.4 大气中污染物：大气中除了水汽和空气以外，还含有各种各样的污染杂质，并且因地区而异。气体杂质如：SO2 、氮的氧化物、CO2、HCl等。海洋大气中包括有含盐分的粒子。在工业地区，固体的尘埃每月每平方公里上落降数量达数十吨之多。这些尘埃包括有腐蚀性的与非腐蚀性的，有促进腐蚀作用的各种粒子。2 输电设备防腐的由来镀锌角铁塔是输电线路常用铁件材料，已有相当长的历史应用。另外其它镀锌件也在逐渐扩大应用

5、范围，如钢管杆、钢管组合塔、镀锌横担、金具、镀锌灯杆等。一般镀锌件表面在涂装前，施工单位一般要做一下擦净油污的简单表面清洁、除锈工作后就涂以普通的油漆，如醇酸磁漆，油性红丹漆等，这样的涂装效果就很差，使用不久后就发生脱落。许多应用部门并未了解镀锌件表面漆膜剥落的原因，往往认为是油漆质量不高，而不知是选择涂料和涂装工艺不当所引起。油脂类涂料或醇酸涂料均含有干性油，含许多双健，在钴、锰皂等催化下迅速氧化而干燥成膜，但它们成膜后氧化作用并不停止，还在缓慢地进行。由于氧化作用，会产生许多副产品物醛和羧酸，包括蚁酸。这类酸能与锌元素起反应，生成如蚁酸锌的盐类，具有一定的水溶性，而使体积膨胀许多倍，这样就

6、造成涂膜的附着力下降，结果是涂膜的大片剥落。3 输电设备防腐方案的设计关键3.1 材料的选择正确地选择防腐材料对于输电线路的防腐蚀是非常重要的一个环节，由于广东地区多数是潮湿海洋性气候，所以只有选择耐潮耐碱、耐酸及抗击紫外线曝晒的涂料，才能使设备得到有效的保护。3.2 防腐蚀结构涂层的设计涂层的结构形式对输电线路因化工大气、酸、碱、引起的大面积腐蚀、缝隙腐蚀等关系很大。应根椐设备所处实际环境状况及结合涂料的准确数据来制定涂层的结构，目前比较流行的主要采用34层，由面漆、中间漆和底漆组成。常用的底漆包括红丹防锈底漆、环氧富锌防锈底漆；常用的中间漆包括J6502铝铁氯化橡胶中间防锈中间漆、环氧云铁

7、防锈中间漆；常用的面漆包括醇酸磁漆、氯化橡胶面磁漆、丙稀酸面磁漆。针对高压输电线路所处的地理位置和气候情况，杆塔的防腐工作必须要多道涂层才能满足防腐蚀的要求，并且底漆、中间漆、面漆设计要根椐周边环境的工业及污染状况而定。4 现场的对比分析p 根据以往的施工经验，我们选择设计了三种不同的防腐方案，于20_4年9月份分别在110kV碧开线和碧开线文冲支（同塔双回路）上进行了实验对比：方案A底漆：红丹防锈底漆两遍；面漆：醇酸磁漆面漆两遍。用于110kV碧开线#01#04铁塔防腐。方案B底漆：环氧富锌防锈底漆一遍；中间漆：J6502铝铁氯化橡胶中间防锈中间漆一遍；面漆：氯化橡胶面磁漆两遍。用于110k

8、V文冲支线#01#05铁塔防腐。方案C底漆：环氧富锌防锈底漆一遍；中间漆：环氧云铁防锈中间漆一遍；面漆：丙稀酸面磁漆两遍。用于110kV文冲支线#06#09铁塔防腐。4.1 方案A4.1.1 红丹防锈底漆的技术特点红丹：又名铅丹，分子式Pb3O4，含有215的PbO。红丹应用历史悠久，从19世纪中叶起就一直作为缓蚀材料使用，至今仍未衰败。它和亚麻油配制的油性底漆具有良好的防锈性能，对于被涂装的铁塔金属表面处理要求不高，涂在铁塔带锈带油状态下的表面仍有很好的防锈效果。（1）红丹防锈底漆的优点红丹防锈漆主要是靠晶格离子的交换作用在阳极区和阴极区均起缓蚀作用。红丹防锈漆在阴极区的作用是能破坏新生的过

9、氧化氢，抑制钢铁表面不再氧化。红丹在水和氧的存在下，能与油性漆料生成铅皂，进一步分解成短链产物后，具有很好的缓蚀作用。红丹具有很高的氧化能力，在與钢铁表面接触时，能使表面氧化成Fe3O4的均匀薄膜，使钢铁表面钝化而防腐。（2）红丹防锈底漆的缺点油漆的毒性和对环境的污染。红丹防锈漆含有大量的铅化物，不仅在油漆生产和施工中会引起工作人员的慢性铅中毒，而且在去除旧红丹漆膜时会造成环境严重的污染。红丹防锈漆的油性基料耐碱性差，不耐盐雾、海水的浸渍或化学品溅滴。而且漆膜交联度低，不耐酮类、酯类、芳烃等强溶剂，红丹防锈底漆只能配套醇酸面漆涂料，不可与强溶剂的环氧、聚氨酯等涂料配套，以免咬起，故红丹防锈底漆

10、只能适宜于城乡的普通钢结构、江河的桥梁等，不宜适用于海洋环境、化工厂的镀锌钢结构上。由于红丹防锈漆含有铅类重金属，不可用于铝、镁、镀锌的输电铁塔等轻型金属表面上，以免引起电偶腐蚀。4.1.2 醇酸磁面漆的技术特点醇酸磁面漆是以醇酸树脂以多元醇和多元酸的酯为主链，以脂肪酸为侧链构成的。醇酸脂中含植物油的百分数不同而分为短油度（45以下）、中油度（4660）和长油度（61）。醇酸磁漆价格便宜，原料宜得，在国内涂料总产量中约占2530。自干醇酸涂料品种众多，应用面广泛。有代表性的户外醇酸品种有CO4-42各色醇酸磁漆，CO4-53醇酸防锈底漆。其中用于输、变电设备的醇酸磁漆耐久性只能达到3年左右，抗

11、紫外线、抗酸雨能力较差。4.1.3 应用与效果20_7年10月对110kV碧开线#01 #04段进行检查、检测发现漆面颜色变淡，失去光泽，小部分脱落，漆面硬度变软，有部分经摩擦起粉状，防腐功能明显降低，综上所述，方案A的防锈周期是三年左右。4.2 方案B4.2.1 环氧富锌的特点它是用环氧树脂、超细锌粉、填料和混合有机溶剂制成组分一，使用时按比例加入组分二，使用时按比例混匀。在被涂金属表面不能完全清除锈蚀后，不能做到完全渗入表面的不规则部位时，采用环氧富锌防锈底漆能提供优良渗透及保护性能。锌做为一种牺牲金属，保护了钢铁不受腐蚀。4.2.2 J6502铝铁氯化橡胶中间防锈漆的特点它是由氯化橡胶加

12、入氧化铁红等颜料经研磨后加入铝银浆、助剂及有机溶剂调制而成。漆膜干燥快、耐水、防潮，具有良好的防腐性和防锈性。4.2.3 氯化橡胶磁面磁漆的特点它是由天然橡胶或合成的异戊橡胶降解后氯化而得，呈白色粉末。氯化橡胶磁面磁漆有优良的耐水性、耐候性，在防腐及其它方面得到了广泛应用。由于制造过程中需要大量四氯化碳，产生大量四氯化碳蒸汽，带来污染问题，有致癌的报道，处于不发展状态。国外采用其它氯化烯烃树脂代替氯化橡胶。4.2.4 应用与效果20_7年10月对110kV文冲支线#01#05段进行检查、检测发现漆面颜色光亮，未发现脱落现象，漆面硬度正常，经摩擦不会起粉状，防腐功能完好。2021年9月又对110

13、kV文冲支线#01#05段进行检查、检测发现漆面颜色变淡，失去光泽，小部分脱落，漆面硬度变软，有部分经摩擦起粉状，防腐功能明显降低，综上所述，方案B的防锈周期是五年。4.3 方案C4.3.1 环氧富锌防锈底漆的特点它是以环氧树脂、超细锌粉、填料和混合有机溶剂制成组分一，使用时按比例加入组分二，使用时按比例混匀。在被涂金属表面不能完全清除锈蚀后，不能做到完全渗入表面的不规则部位时，采用环氧富锌防锈底漆能提供优良渗透及保护性能。锌做为一种牺牲金属，保护了钢铁不受腐蚀。4.3.2 环氧云铁防锈中间漆的特点它是以环氧树脂、云母氧化铁粉、防锈颜料、有机溶剂调制为甲组分，由聚酰胺树脂液组成乙组分。云母氧化

14、铁简称云铁。它的主要成分是a-Fe2O3，一种特殊形状的赤铁矿，呈薄片状的结晶体。它的耐碱性好，但对酸较为敏感，颜料很容易为所有的涂料基料和溶剂所润湿，且水溶性很低。4.3.3丙稀酸面磁漆的特点它是以（甲基）丙烯酸及苯乙烯为主的含双健的单体，在一定条件下通过自由基聚合的高聚物。该涂料具有极高的装饰性、突出优点是耐候性好，在长期暴晒下，涂层保光、保色性好，在航空航天器材、汽车工业、户外输、变电设备等方面得到广泛应用。国内定型产品有B04-11各色丙稀酸磁漆（自干）、B04各色丙稀酸烘干磁漆。4.3.4 应用与效果20_7年10月对110kV文冲支线#06#09段进行检查、检测发现漆面颜色光亮，未

15、发现脱落现象，漆面硬度正常，经摩擦不会起粉状，防腐功能完好。2021年9月第二次对110kV文冲支线#06#09段进行检查、检测发现漆面颜色稍为变淡，未发现脱落现象，漆面硬度正常，漆面经摩擦不会起粉状，防腐功能完好，20_年9月份第三次对110kV文冲支线#06#09段进行检查、检测发现漆面颜色变淡，未发现脱落现象，有小部分漆面澎胀，漆面硬度正常，漆面经摩擦不会起粉状，对环境污染影响较少，防腐功能开始下降，综合上述，方案C的防锈周期达八年以上。5 选择涂料的实用性和经济性正确的选择材料对于输电线路的杆塔防腐是非常重要的一环，在选择涂每条输电线路之前，都要确定使用该涂料的预定寿命。通过对材料组成、使用检测情况、经济指标等一系列的分析p 比较，丙稀酸是一种防腐性能优异、保色、保光性能良好的环保型涂料，有效耐用时间已证实了这方面的性能优势，虽然比普通涂料昂贵一些，但有效地减少设备的维护周期。它一次性投资相比普通涂料高，但保护设备耐蚀时间最长，是氯化橡胶磁漆的2倍，是普通涂料的3倍。防腐工程成本，环氧丙稀酸漆每吨