| 标题 | 变电站钢结构防腐设计研究与应用 |
| 范文 | 池翔 摘 要：随着经济的发展和科技的进步，我国变电站中的支架多采用钢结构，这是因为我国的变电站多设于户外，自然环境较为恶劣，因此，钢结构的抗腐蚀性能必须得到有力加强。本文通过對变电站钢结构防腐设计研究及应用的分析，对变电站钢结构的防腐设计、防腐原理及具体的防腐方法进行了研究与探讨。 关键词：变电站；钢结构；防腐；研究；应用 中图分类号：TM63 文献标识码：A 随着人们对电能需求量的迅猛增长，作为电力系统输电运行的关键环节，变电站的建立工程也就显得尤为重要。目前，我国变电站多设于户外，变电站往往需要经受酷暑寒冬、风霜雨雪，其所处的自然环境较为恶劣，这就对变电站钢结构的防腐性提出了较高水平的要求。因此，变电站钢结构防腐设计、方法及应用是本文主要研究的对象。首先，我们需要对钢结构腐蚀原理进行初步了解。 1.钢结构腐蚀原理 钢的锈蚀需要4个条件，即阴极、阳极、金属接触与氧气和电解质，这是一个完整的电化学的发生过程，当以上4个条件满足同时存在的条件时，钢就会出现锈蚀现象。这是因为在钢铁的阳极部分，铁通过释放电子从而形成Fe2+；在它的阴极部分，由于水中所溶解的氧气对阳极产生的氢氧根OH-离子进行了吸收，使得电子从阳极向阴极不断流动，从而形成了腐蚀电流，因此，就会在钢结构的表面区域生成氢氧化铁的薄膜。具体的化学方程式如下所示： 2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2 氢氧化铁Fe（OH）2再同水和氧气进行结合形成锈蚀，过程如下： 4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3 以上就是钢结构出现锈蚀的化学原理。 2.变电站钢结构防腐设计研究 2.1变电站钢结构的防腐需求 首先，长效性。这是因为我国变电站通常设于户外，尤其是变电站的支架结构常年处于带电运行的状态，无法做到经常性的停电维修，这就使得钢结构支架的检修异常困难。因此，变电站钢结构的防腐方案必须具备防腐长效性；其次，适应性。这是因为钢结构支架所处的户外环境需要经历雨雪风霜和阳光照射等多变的自然气候条件，这就要求防腐方案对钢结构支架所处的环境以及气候条件进行综合考量，使方案具备优良的适应性；然后，防止变形。在变电站的工程建设中，由于变电站的构件在进行组合时通常采用螺栓进行连接工作，这就使得变电站的构件在防腐的施工作业中极易产生变形的情况，给变电站的安全稳定性造成隐患。因此，防腐方案必须防止变电站其他构件出现变性状况；最后，节能环保、成本低、寿命高。这就对防腐方案提出了更加全面的要求，使得其在进行设计研究过程中，必须从经济、使用寿命、节能环保性等多方面进行考量。 2.2钢结构常用防腐方法及防腐激原理 第一，牺牲阳极以保护阴极的方法。这种方法主要是通过对钢结构的表面区域进行锌粉的涂抹覆盖作业，从而使锌涂层成为阳极，以此进行对钢结构的保护。钢结构的阴极保护电化学方程式具体如下所示： 2Zn-4e=2Zn2+ 2H2O+O2+4e=4OH- 2H2O+O2+2Zn=4Zn（OH）2 第二，隔绝防护法。 这种方法主要是通过涂料来防止钢结构的表面区域与外界的氧气进行接触，从而防范钢结构出现锈蚀，达到对钢结构的有效保护。 第三，缓蚀防护法。 这种方法中，在对钢结构的表层所进行涂抹的涂料中含有能够有效减缓钢结构腐蚀过程的一些缓腐蚀填料，它能够在钢结构的表层区域构成保护的氧化层，从而降低湿气对钢结构的渗透性，提高钢结构支架的使用时长。 2.3防腐方法综述 从当前情况来讲，在钢结构中较为常用的防腐方法有以下几种：金属覆盖层的防腐方法、有机涂层的防腐方法和无机非金属涂层的防腐方法。首先，有机涂层的防腐方法通常会受到涂料自身防护原理的限制，其对钢结构的防护期限在5～10年，如果在涂抹过程中出现失误状况，就会致使该薄弱区域在1年～2年后就会发生锈蚀。变电站的使用寿命通常为50年，为了确保变电站的高效运行，就必须避免进行断电检修作业，因此，有机涂层的防腐方法对变电站钢结构的应用存在局限性；其次，无机非金属涂层的防腐方法虽然具备耐腐蚀、耐热性良好以及高度绝缘性的优势，然而，它的韧性弱、脆性大，这就使得其在变电站钢结构的防腐应用中受到限制。但是，随着重防腐涂料的出现，这一状况得到了有效改善；最后，金属覆盖层的防腐方法。从目前来看，金属覆盖层方法中较为常用的是热镀锌和热喷锌的防腐方法，而在变电站支架钢结构的防腐作业中，热镀锌的应用更为广泛。近些年来，随着科技水平的不断进步，冷喷锌的技术方法已经在国外得到了普遍应用，我国也开始进行冷喷锌防腐方法的尝试与推广。 3.变电站钢结构防腐设计应用 3.1钢结构的表面处理 在对变电站钢结构进行防腐作业前，必须对钢结构的表层进行清理作业。这是因为钢结构的表面由于暴露在室外环境中，其表面通常会附着各种灰尘、泥土、锈迹、残渣等需要清理的污物残留，这些都会对钢结构防腐作业产生影响，因此，无论是进行重防腐涂装还是热镀锌与冷喷锌的防腐方法作业，都需要将钢结构的表面清理干净。在整个清理过程中，施工人员首先需要对钢结构的表面进行仔细清理，确保钢结构表面无粘附杂质、酸碱残留、氧化物及锈迹等污物，且要确保钢结构的构件表面具有一定程度的粗糙度，确保在进行重防腐涂装或镀锌等防腐方法施工作业时不会出现涂料脱皮的现象。 3.2重防腐涂装应用 重防腐油漆对钢结构能够进行10年～15年的保护，从而节省了电力设施的检修费用，但是，在进行重防腐涂料的涂装工作时，需要对钢板的表面情况、周围的大气环境、钢板温度等客观环境因素进行注意，在雨雪等湿度高于85%的气候条件下，不能进行重防腐涂装的施工作业。此外，在进行涂装作业前，需对钢板的表面温度进行温度计测量，同时，在施工操作时需要将喷头与钢板表面尽量近距离进行施工作业，避免干喷现象的出现。 3.3热镀锌与冷喷锌应用 首先，我们需要对热镀锌与冷喷锌这两种钢结构的防腐方法进行比较。热镀锌主要是利用金属高温熔化和雾化后在钢结构构件表面所形成的金属表层来发挥防腐效用的。在实际的施工作业中，通常是将钢结构构件浸入金属锌的热熔溶液中，使得钢结构表层被金属锌牢牢覆盖，以此达到最终的防腐目的；冷喷锌则是运用涂装的手段使得钢构件表层形成金属锌的保护盾牌，充分发挥牺牲阳极以保护阴极的化学原理来对钢结构进行有效保护，在经过锌盾的常温喷涂作业后，钢结构表面锌镀层中锌的含量高于96%；其次，从施工作业难度来讲，冷喷锌的方法较之热镀锌更为简单；最后，从经济方面来讲，冷喷锌更为节能环保，且成本较低。因此，在对变电站钢架构进行防腐作业时，采用冷喷锌方法是最佳方案。 结语 综上所述，本文通过对现阶段我国变电站钢结构防腐设计、防腐原理及防腐方法的分析与研究，对变电站钢结构防腐设计的应用进行了进一步解析，从而对变电站钢结构进行更加高效地防腐处理，确保变电站钢结构的安全稳定性，更好地为变电站电力系统的工作运行提供服务。 参考文献 [1]李林，张甜，赵甜甜.变电站构支架腐蚀机理及防腐性能研究[J]. 工程技术：全文版，2016（10）： 292-293. [2]宫龙家.钢结构在变电站建筑施工的应用研究[J].低碳世界， 2014（9）：60-61. |
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