張雷

摘 要：變電站的接地系統(tǒng)是維護(hù)電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行、保障運(yùn)行人員和電氣設(shè)備安全的根本保障和主要措施。由于電力技術(shù)的蓬勃發(fā)展和變電站容量的持續(xù)擴(kuò)大，對變電站接地網(wǎng)安全性的要求也就越來越高。接地網(wǎng)埋設(shè)于土壤中，很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕。該文就變電站接地網(wǎng)如何防蝕展開討論，對于電網(wǎng)的安全運(yùn)行有很重要的意義。

關(guān)鍵詞：變電站 電網(wǎng) 接地網(wǎng) 腐蝕

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-01

腐蝕帶來的破壞形式很多，不同情況下引起金屬腐蝕的原因也不相同，而且影響因素十分復(fù)雜。因此，不同條件下應(yīng)采取的防腐蝕保護(hù)方法也是不同的，涉及范圍很廣。對于每種防腐蝕保護(hù)方法都有其適用的條件和范圍，某一種保護(hù)措施對一定的條件是有效的，但對其它的條件就不見得有效，同時(shí)采用兩種或者多種防腐措施進(jìn)行聯(lián)合保護(hù)，其防腐效果遠(yuǎn)一般來講比單一的措施要好。所以，在一個(gè)具體的腐蝕體系中，選取的防腐蝕措施要根據(jù)腐蝕原因、環(huán)境條件、各種措施的防腐蝕效果、施工難易程度以及造價(jià)等綜合考慮。防腐蝕工程技術(shù)通常分為四大類。

1 正確選用耐腐蝕材料

針對特定的工程性結(jié)構(gòu)物、工藝用途和由工況條件所決定的腐蝕性環(huán)境，選用適宜的耐腐蝕材料是防止或減輕腐蝕的簡便有效的主要措施。為此，首先應(yīng)弄清楚設(shè)備材料所在的環(huán)境介質(zhì)和工況條件，了解介質(zhì)的成分、溶度，雜質(zhì)種類及其含量，流速、溫度及溫度差異，導(dǎo)電性和pH值，設(shè)備的工作壓力及材料的受力狀態(tài)，可能生出的腐蝕產(chǎn)物性質(zhì)，以及在這種環(huán)境介質(zhì)中可能產(chǎn)生的腐蝕類型，產(chǎn)品特殊要求等。

選材時(shí)既要充分考慮材料的耐蝕性，又要考慮材料的物理化學(xué)性能和加工特性。但值得注意的是，任何材料都不是萬能的，所謂的耐腐蝕也是相對的，材料的選擇應(yīng)該兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性。選材時(shí)應(yīng)全面的考慮金屬材料、非金屬材料和內(nèi)襯材料的差異及其在特定工況條件和工藝介質(zhì)中實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。

金屬材料料與環(huán)境介質(zhì)相互作用造成的破壞與變質(zhì)，因此控制或者改變環(huán)境就能有效地控制腐蝕。目前，環(huán)境處理已經(jīng)是廣泛采用的主要防腐蝕技術(shù)之一。環(huán)境處理指的是應(yīng)用物理或化學(xué)的方法減小環(huán)境介質(zhì)的腐蝕性以控制環(huán)境對金屬的腐蝕。常用的方法有：

1.1 去除介質(zhì)中的腐蝕性組分

如脫除空氣中的水分，除去水中的氧，脫出原油中的鹽分等。

1.2 調(diào)節(jié)介質(zhì)中pH值

如控制水溶液、土壤的pH值，調(diào)整至低腐蝕性的范圍。如鍋爐給水中加氨處理，通過中和水中CO2提高pH值而減緩腐蝕。

1.3 改變環(huán)境介質(zhì)的條件和狀態(tài)

環(huán)境的溫度和壓力，介質(zhì)的成分、溶度和流速等均可對材料的腐蝕速率產(chǎn)生顯著影響。

1.4 緩蝕劑保護(hù)

在腐蝕所在環(huán)境中加入一定量的化學(xué)物質(zhì)金屬腐蝕大大減緩的方法稱為緩蝕劑保護(hù)，所加入的化學(xué)物質(zhì)就是緩蝕劑。采用緩蝕劑保護(hù)，由于使用簡單、投資很小、收到效果很快而得到廣泛的

應(yīng)用。

緩蝕劑的保護(hù)效果與腐蝕介質(zhì)的理化狀態(tài)、溫度以及材料的種類和性質(zhì)以及緩蝕劑本身的種類和使用量等有很大的關(guān)系。也就是說緩蝕劑的保護(hù)的選擇有嚴(yán)格的要求，需要對金屬-介質(zhì)體系具有良好的保護(hù)效果。一般而言，緩蝕劑在循環(huán)系統(tǒng)中應(yīng)用的效果和經(jīng)濟(jì)性較好。采用緩蝕劑還應(yīng)該考慮對生產(chǎn)工藝過程和產(chǎn)品質(zhì)量有無影響，應(yīng)綜合考慮應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)性。

2 表面涂覆層保護(hù)

表面涂覆層保護(hù)就是依靠物理的、化學(xué)的方法，在金屬材料表面涂覆一層耐腐蝕的材料，以達(dá)到減緩腐蝕、保護(hù)機(jī)體金屬的目的，又稱涂鍍層保護(hù)或者表面保護(hù)。這種減緩腐蝕的方法，由于施工簡單、消耗涂層少、得到的效果好以及造價(jià)相對較低而獲得了廣泛的應(yīng)用。這類方法主要包括涂鍍層保護(hù)、表面處理和內(nèi)襯。涂鍍層按其材料不同分為有機(jī)涂層、無機(jī)涂層和金屬性鍍層。

控制腐蝕的表面涂覆層技術(shù)可以通過三種途徑起保護(hù)作用：機(jī)械性保護(hù)，化學(xué)性保護(hù)和陰極性保護(hù)。為了保障表面涂覆層的耐蝕性，要求其均勻完整、致密無孔，與基體金屬粘接牢固，并且具有一定的強(qiáng)度和韌性。

3 電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)保護(hù)就是利用金屬電化學(xué)腐蝕過程的極化特性控制腐蝕的方法。簡單的講，是對金屬設(shè)備人為的施加一定的保護(hù)電流，使得金屬的腐蝕速度迅速降低的防腐蝕技術(shù)。

將被保護(hù)設(shè)備在指定的環(huán)境介質(zhì)中進(jìn)行外加陰極極化以減小或者防止金屬腐蝕的方法稱為陰極保護(hù)法?？梢酝ㄟ^外加電流施加極化電流或連接電位更加負(fù)的犧牲陽極兩種途徑實(shí)施陰極保護(hù)。陰極保護(hù)適用于幾乎所有金屬材料。

將被保護(hù)設(shè)備在指定的環(huán)境介質(zhì)中進(jìn)行外加電流陽極極化至一定電位，是金屬建立起鈍態(tài)和生成穩(wěn)定鈍態(tài)膜并能維持這種鈍態(tài)，從而顯著降低金屬腐蝕速度，這就是陽極保護(hù)法。陽極保護(hù)法主要使用在活化或鈍化轉(zhuǎn)變行為的介質(zhì)體系。

4 合理的防腐蝕設(shè)計(jì)

控制腐蝕應(yīng)從結(jié)構(gòu)物的項(xiàng)目設(shè)計(jì)開始就予以重視和必要的考慮，這是從大量實(shí)踐總結(jié)出來的一條重要經(jīng)驗(yàn)。防腐設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防蝕方法選擇、防蝕強(qiáng)度設(shè)計(jì)、材料選擇和加工、安裝過程的防蝕要求等。

防蝕強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)按均勻腐蝕和局部腐蝕兩類情況分別考慮。在均勻腐蝕的條件下只需考慮由于腐蝕造成的壁厚減薄對強(qiáng)度的影響。因此，為了保證強(qiáng)度和可靠使用，項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮腐蝕裕量。設(shè)備的壁厚應(yīng)等于機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算的厚度加腐蝕裕量，對關(guān)鍵部位還應(yīng)乘以足夠的安全系數(shù)。

但是，在局部腐蝕為主的情況下，強(qiáng)度設(shè)計(jì)沒有統(tǒng)一的計(jì)算公式，一般可通過選材、控制環(huán)境、改變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安裝以及將在服役的過程中啟用的監(jiān)測裝置等來解決。

在實(shí)踐中已總結(jié)出防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若干適用原則，以便在設(shè)計(jì)時(shí)作為參考。例如，結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇簡單，便于裝卸與檢查；避免應(yīng)力集中；避免與金屬接觸；溫度分布盡可能的均勻，避免局部過熱；管道系統(tǒng)應(yīng)避免滯流和沖擊，保證流速均勻和順暢等。總之，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量地采用簡便可行、經(jīng)濟(jì)合理、可以避免和減輕腐蝕的結(jié)構(gòu)形狀和保護(hù)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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