專(zhuān)利名稱(chēng)：一種輸電線路鋼絞線大氣腐蝕簡(jiǎn)易判廢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于線路防腐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路鋼絞線大氣腐蝕簡(jiǎn)易判廢方法。
背景技術(shù)：
輸電線路作為傳輸電流的載體，是構(gòu)成電網(wǎng)的主體部分。輸電線路中大量使用了鍍鋅鋼絞線(簡(jiǎn)稱(chēng)鋼絞線)，每年的用量在30萬(wàn)噸以上。特別是架空地線基本都使用鋼絞線， 起著防雷保護(hù)的作用，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著重要的影響。輸電線路鋼絞線采用鍍鋅鋼絲纏繞捻制而成，一般設(shè)計(jì)壽命為2(Γ30年。但由于輸電線路運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，鋼絞線常由于腐蝕提前失效，斷線斷股的故障時(shí)有發(fā)生，造成線路跳閘或停電。僅2011年，湖南省內(nèi)輸電線路鋼絞線發(fā)生的腐蝕斷線故障達(dá)5起以上。如何在使用期限內(nèi)對(duì)輸電線路鋼絞線腐蝕程度進(jìn)行檢測(cè)判定，在發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)之前及時(shí)更換， 同時(shí)又不因過(guò)早更換造成資源浪費(fèi)，這是目前輸電線路運(yùn)行維護(hù)迫切需要解決的問(wèn)題。目前的輸電線路運(yùn)行規(guī)程規(guī)定當(dāng)鋼絞線力學(xué)強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)值的80%時(shí)進(jìn)行更換。實(shí)際上由于力學(xué)強(qiáng)度測(cè)試必須截取試樣到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，而輸電線路運(yùn)行中無(wú)法取樣，截?cái)嗑€路使得線路停運(yùn)，還不如直接進(jìn)行更換，故該方法在現(xiàn)場(chǎng)很難應(yīng)用。因此，針對(duì)輸電線路鋼絞線大氣腐蝕開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)易的現(xiàn)場(chǎng)判廢方法十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種輸電線路鋼絞線大氣腐蝕簡(jiǎn)易判廢方法，以解決不能現(xiàn)場(chǎng)快速判斷鋼絞線是否作廢的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
輸電線路鋼絞線大氣腐蝕簡(jiǎn)易判廢方法，按以下步驟進(jìn)行
在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)輸電線路鋼絞線的腐蝕情況進(jìn)行檢查
Α、若鋼絞線表面全部被黃銹覆蓋且產(chǎn)生明顯毛刺時(shí)，表明鍍鋅層已完全破壞且鋼鐵基體開(kāi)裂，直接判廢；
B、若鋼絞線表面產(chǎn)生黃色鐵銹時(shí)，在不破壞原有腐蝕產(chǎn)物層的情況下，選取腐蝕嚴(yán)重部位的鋼絞線作為取樣部位，利用標(biāo)準(zhǔn)量具測(cè)量取樣部位鋼絞線的外徑得到測(cè)量值，每個(gè)取樣部位測(cè)量5個(gè)點(diǎn)的測(cè)量值，取它們的平均測(cè)量值，查出同等規(guī)格鋼絞線外徑的標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值，將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的鋼絞線外徑平均測(cè)量值與其進(jìn)行比較，計(jì)算出平均測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值的偏差百分比δ，當(dāng)δ > 8%時(shí)即判斷鋼絞線不符合要求；
A、B兩種情況均按廢棄鋼絞線處理，應(yīng)盡快進(jìn)行更換。所述現(xiàn)場(chǎng)是輸電線路桿塔線路絕緣子掛點(diǎn)附近5米范圍內(nèi)的鋼絞線區(qū)域，或其他鋼絞線腐蝕嚴(yán)重有必要檢測(cè)的區(qū)段。本發(fā)明是一種基于鋼絞線腐蝕脹粗程度對(duì)輸電線路大氣腐蝕進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)判廢的一套方法，打破了原有檢測(cè)方法無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)判定的有關(guān)制約，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路鋼絞線運(yùn)行中的快速抽檢。


圖I是鋼絞線腐蝕初期示意圖。圖2是鋼絞線腐蝕后期示意圖。圖3是鋼絞線腐蝕截面角范圍示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的輸電線路鋼絞線大氣腐蝕簡(jiǎn)易判廢方法，按以下步驟進(jìn)行
在現(xiàn)場(chǎng)的輸電線路桿塔登桿檢查選取線路絕緣子掛點(diǎn)附近5米范圍內(nèi)的鋼絞線區(qū)域， 或其他腐蝕嚴(yán)重有必要檢測(cè)的區(qū)段對(duì)鋼絞線的腐蝕情況進(jìn)行檢查
A、若鋼絞線表面全部被黃銹覆蓋且產(chǎn)生明顯毛刺時(shí)，表明鍍鋅層已完全破壞且鋼鐵基體開(kāi)裂，直接判廢；
B、若鋼絞線表面產(chǎn)生黃色鐵銹時(shí)，在對(duì)測(cè)量部位不能打磨等不破壞原有腐蝕產(chǎn)物層的情況下，選取腐蝕嚴(yán)重部位的鋼絞線作為取樣部位，利用標(biāo)準(zhǔn)量具，如游標(biāo)卡尺或螺旋測(cè)微儀測(cè)量取樣部位鋼絞線的外徑得到測(cè)量值，每個(gè)取樣部位測(cè)量5個(gè)點(diǎn)的測(cè)量值，取它們的平均測(cè)量值，查出同等規(guī)格鋼絞線外徑的標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值，將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出的鋼絞線外徑平均測(cè)量值與其進(jìn)行比較，計(jì)算出平均測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值的偏差百分比δ，當(dāng)δ > 8% 時(shí)即判斷鋼絞線不符合要求；
A、B兩種情況均按廢棄鋼絞線處理，應(yīng)盡快進(jìn)行更換。本發(fā)明的檢測(cè)依據(jù)
輸電線路鋼絞線的大氣腐蝕本質(zhì)上屬于電化學(xué)腐蝕，鋼絞線的每根鋼絲表面均用熱鍍鋅進(jìn)行防腐保護(hù)，但鋼絲與鋼絲之間存在縫隙，易發(fā)生縫隙腐蝕形態(tài)，圖I、圖2示出了輸電線路鋼絞線縫隙的腐蝕過(guò)程，有如下化學(xué)反應(yīng)
陽(yáng)極反應(yīng)為Zn-2e — Zn2+
陰極反應(yīng)為02+2H20+4e — 40F
當(dāng)腐蝕性介質(zhì)流進(jìn)縫隙時(shí)，隨著腐蝕電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，縫隙內(nèi)的氧被消耗，縫隙外的氧可從空氣中隨時(shí)補(bǔ)充，形成了氧濃差電池加速腐蝕。二次腐蝕產(chǎn)物在縫隙口逐步堆積閉塞，導(dǎo)致縫隙內(nèi)陽(yáng)離子難以向外擴(kuò)散遷移，正電荷過(guò)剩，促使縫隙外陰離子的遷移入內(nèi)以保持電中性，這就形成自催化效應(yīng)使縫隙內(nèi)金屬溶解加速進(jìn)行。由圖I和圖2可見(jiàn)鋼絞線腐蝕的根源在于大氣中雨水滯留在鋼絲I之間縫隙中形成電解液環(huán)境。與水面附近的水線腐蝕類(lèi)似，液面2附近的腐蝕最嚴(yán)重。由于水分蒸發(fā)，液面2會(huì)不斷漲落，最高可漲到與鋼絲I外表面相切，腐蝕的位置也隨著液面2發(fā)生漂移，據(jù)此可推算出鋼絞線腐蝕的主要分布面積。典型的鋼絞線由鍍鋅鋼絲I捻制而成，為1X7截面結(jié)構(gòu)。如圖3所示，鋼絲I腐蝕的主要發(fā)生位置為可吸納液面2的位置，每根鋼絲I靠近芯部的120°角范圍和外側(cè)的 60°角范圍腐蝕較輕。首先根據(jù)縫隙腐蝕的特點(diǎn)和液體因表面張力吸納在縫隙中的部位對(duì)腐蝕分布進(jìn)行計(jì)算，得出腐蝕在鋼絲I外表面的覆蓋面積比為(360°-120°-60°)/(360°- 120°)=3/4。
再根據(jù)鋼絲I的腐蝕分布面積對(duì)外徑脹粗程度進(jìn)行計(jì)算。由于鍍鋅層腐蝕產(chǎn)物膨脹的體積效應(yīng)，隨著腐蝕發(fā)展，鋼絲I外表面生成的鋅腐蝕產(chǎn)物會(huì)不斷膨脹，直到完全破裂失去保護(hù)作用。設(shè)單股鋼絲初始半徑為r，腐蝕后半徑為I·’，腐蝕膨脹時(shí)縱向長(zhǎng)度不變，只有截面積變化，故膨脹體積比=(r’ /r)\已知鋅生成氧化保護(hù)膜的體積(V氧化物)與生成該氧化膜所消耗的金屬體積(V 金屬)的比值為v氧化物/V金屬=1. 55。當(dāng)體積大于I. 55時(shí)氧化膜破裂。令(r，/r)2=l.55X3/4 得r’ /r=l. 078 ^ I. 08
即單股鋼絲的腐蝕膨脹半徑擴(kuò)大至8%時(shí)，鋅氧化膜破裂，失去保護(hù)作用。從圖3鋼絞線截面圖可看出，此時(shí)整根鋼絞線的最大直徑也擴(kuò)張了 8%。另外當(dāng)鋼絞線外表面全部被黃銹覆蓋且產(chǎn)生明顯毛刺時(shí)，也表明鍍鋅層已因腐蝕膨脹完全破裂。對(duì)腐蝕嚴(yán)重的鋼絞線整體直徑已脹粗達(dá)8%的GJ-50型鍍鋅鋼絞線進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表I。該鋼絞線為I X 7結(jié)構(gòu)，中心I股鋼絲，外層6股鋼絲，鋼絲公稱(chēng)直徑為3mm。中心I股鋼絲基本無(wú)銹蝕，其抗拉強(qiáng)度、斷裂后伸長(zhǎng)率符合標(biāo)準(zhǔn)要求。外層 6股鋼絲銹蝕嚴(yán)重，其抗拉強(qiáng)度較中心鋼絲下降約50%，斷裂后伸長(zhǎng)率較中心鋼絲下降約 80%，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。鋼絞線的最小破斷拉力也不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。表I鋼絞線機(jī)械性能試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種輸電線路鋼絞線大氣腐蝕簡(jiǎn)易判廢方法，其特征是按以下步驟進(jìn)行在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)輸電線路鋼絞線的腐蝕情況進(jìn)行檢查A、若鋼絞線表面全部被黃銹覆蓋且產(chǎn)生明顯毛刺時(shí)，表明鍍鋅層已完全破壞且鋼鐵基體開(kāi)裂，直接判廢；B、若鋼絞線表面產(chǎn)生黃色鐵銹時(shí)，在不破壞原有腐蝕產(chǎn)物層的情況下，選取腐蝕嚴(yán)重部位的鋼絞線作為取樣部位，利用標(biāo)準(zhǔn)量具測(cè)量取樣部位鋼絞線的外徑得到測(cè)量值，每個(gè)取樣部位測(cè)量5個(gè)點(diǎn)的測(cè)量值，取它們的平均測(cè)量值，查出同等規(guī)格鋼絞線外徑的標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值，將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的鋼絞線外徑平均測(cè)量值與其進(jìn)行比較，計(jì)算出平均測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值的偏差百分比δ，當(dāng)δ > 8%時(shí)即判斷鋼絞線不符合要求；Α、B兩種情況均按廢棄鋼絞線處理，應(yīng)盡快進(jìn)行更換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電線路鋼絞線大氣腐蝕簡(jiǎn)易判廢方法，其特征是所述現(xiàn)場(chǎng)是輸電線路桿塔線路絕緣子掛點(diǎn)附近5米范圍內(nèi)的鋼絞線區(qū)域，或其他鋼絞線腐蝕嚴(yán)重有必要檢測(cè)的區(qū)段。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輸電線路鋼絞線大氣腐蝕簡(jiǎn)易判廢方法，按以下步驟進(jìn)行在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)輸電線路鋼絞線的腐蝕情況進(jìn)行檢查A、若鋼絞線表面全部被黃銹覆蓋且產(chǎn)生明顯毛刺時(shí)，表明鍍鋅層已完全破壞且鋼鐵基體開(kāi)裂，直接判廢；B、若鋼絞線表面產(chǎn)生黃色鐵銹時(shí)，選取腐蝕嚴(yán)重部位的鋼絞線作為取樣部位，利用標(biāo)準(zhǔn)量具測(cè)量取樣部位鋼絞線的外徑得到平均測(cè)量值，查出同等規(guī)格鋼絞線外徑的標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值，將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的鋼絞線外徑平均測(cè)量值與其進(jìn)行比較，計(jì)算出平均測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值的偏差百分比δ，當(dāng)δ≥8%時(shí)即判斷鋼絞線不符合要求；A、B兩種情況均按廢棄鋼絞線處理，應(yīng)盡快進(jìn)行更換。本方法簡(jiǎn)單易行，可在現(xiàn)場(chǎng)快速操作。
文檔編號(hào)G01N17/00GK102590072SQ20121003486
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者劉純, 李明, 謝億, 陳軍君, 陳紅冬 申請(qǐng)人:湖南省湘電鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中心有限公司, 湖南省電力公司科學(xué)研究院