变电站接地网土壤腐蚀性评价方法研究

【摘要】：本文对华东区域,26座变电站接地网层红壤进行了现场取样分析,挖取了其中15座变电站服役的接地扁钢,测定了其实际腐蚀速率,研究了土壤理化性质的关键影响因素并由此进行综合评价,为变电站土壤腐蚀性提供了系统评价方法。在实验室以15座变电站取回的土壤为介质,采用控温控湿的方式对接地网常用材质Q235和镀锌Q235进行腐蚀加速实验,通过失重法和微观表征研究了加速实验与现场开挖的相关性,得到了满意试验结果,土壤腐蚀加速实验装置为土壤腐蚀性评价研究提供一新的平台。此外,文章对红壤中不同pH值、含水率、S042-及CI含量下接地网材料腐蚀特性进行了研究,为红壤区接地网腐蚀特性研究与防护提供了参考借鉴。(1)由因子分析法处理土壤理化性质得到土壤腐蚀性关键因素(包括pH、含水率、S042-、HCO3-和Ca2++Mg.+),建立以腐蚀性关键因素为评价指标的区域变电站接地网土壤腐蚀性综合评价方法,该评价系统简化了评价指标体系且其评价结果与现场开挖情况基本一致。(2)研制了土壤腐蚀加速试验箱,通过控制土壤温度为60℃、湿度为原含水率的方式进行腐蚀加速实验研究,镀锌Q235碳钢在15座变电站土壤中的室内腐蚀加速实验结果表明腐蚀情况与开挖数据具有良好相关性。(3)通过变电站开挖接地扁钢和室内加速试片的XRD分析结果可以看到,服役后的接地网腐蚀产物中铁的氧化产物主要有Fe2O3、Fe3O4、FeOOH,锌的氧化物主要有ZnO.Zn4(C03)(OH)6,室内实验试片中镀锌Q235和Q235碳钢的腐蚀产物中铁的氧化物主要有Fe2O3、Fe3O4、FeOOH,镀锌Q235中锌的氧化物主要是ZnO,部分腐蚀产物是Zn4(CO3)(OH)6。SEM和EDS分析发现,室内腐蚀加速试片的腐蚀产物中,除了Fe、Zn、O之外,绝大部分的腐蚀产物层中有S元素的存在,部分腐蚀产物中有Cl元素的存在,结果表明,室内腐蚀加速实验与现场腐蚀情况较为一致,并未改变材料的腐蚀机理。土壤腐蚀加速试验箱有望成为接地网腐蚀研究与评价验证的新平台。(4)随着含水率的不断增大,镀锌Q235腐蚀电流呈现出先增大后减小的趋势,当含水率为20%时,镀锌Q235在土壤中腐蚀速率达到最大值。随着土壤pH的不断增大,镀锌Q235腐蚀电流呈现出先减小后增大的趋势,当pH为8的时候,镀锌Q235在土壤中腐蚀速率达到最小值。(5)在土壤介质中对镀锌Q235碳钢进行不同SO42-及Cl-含量的电化学实验,结果表明,对于镀锌Q235碳钢来说,腐蚀速率均随着SO42-浓度的增加呈现出先增大后减少的一个趋势,而随着Cl-浓度的不断增大呈现出先增大而后趋于较平稳的趋势。但在腐蚀电流峰值附近,1份SO42-与2份C1-对镀锌Q235碳钢在红壤中的腐蚀性影响具有等效的贡献,这对于接地网材料防腐剂和土壤降阻剂的开发具有一定的指导意义。
【关键词】：接地网 土壤腐蚀 评价 室内加速 腐蚀特性
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM63;TU195.2