2)数据处理 以频率最低处的阻抗值(|Z|0.05)来表征材料在介质中的耐蚀性能。|Z|0.05越高,说明材料的耐蚀性能越好,反之亦然[3]。 (3)电解测试 电解时试验材料与直流电源正极连接,用石墨棒作为阴极与直流电源的负极连接,电解所用介质为变电站土壤的水土比为2:1的泥浆,电解时间为3 h,电解电流为64.0 mA,槽压为150 V。
3 试验结果和讨论 3.1 极化曲线测试 极化曲线测试试验的结果可见,在这些土壤介质中,材料CL1、CL2的腐蚀速率较其它材料低,其耐蚀性能较好。 3.2 交流阻抗测试 试验结果可见,材料CL1、CL2的阻抗值明显高于其它材料,比普通碳钢高出2个数量级。材料CL4、CL5的耐蚀性能与普通碳钢差不多,甚至有时还不如普通碳钢。
3.3 电解测试 从试验结果可以看出,镀锌钢耐电流电解腐蚀性能较差,材料CL1和CL2的耐电流电解腐蚀性能较好,其耐蚀性能比普通碳钢要高得多。电解结束后观察材料表面可以看出,镀锌钢表面的镀层出现了局部剥离现象,而其它材料表面均没有出现这种现象。 ? 3.4 现场埋置试验 不同材料制作的试片在变电站现场土壤中埋置624天后挖出,经过表面处理后测定材料的腐蚀速率,结果可见,材料CL1和CL2的腐蚀速率较碳钢及镀锌钢要小得多。 同种材料,当与接地网连接时其腐蚀速率高于接地网不连接时的腐蚀速率,原因是与接地网连接的试片除了要受到土壤自然腐蚀作用外,还要受到变电站接地网泄流时的电流电解腐蚀。 在变电站土壤现场埋置试验过程中发现,与接地网连接的镀锌钢材料在不到1年时间其表面镀锌层就已经被电解腐蚀掉,而未与接地网连接的镀锌钢材料其表面镀锌层却完好。从现场埋置材料试片测定的腐蚀速率结果也可以看出,镀锌钢用作接地网材料时其耐蚀性能较普通碳钢没有多大提高,因此用镀锌钢材料来延长接地网使用寿命意义不大。
4 结论
(1)在土壤腐蚀性较严重的地区,为了延长接地网使用寿命,在设计时往往考虑采用镀锌钢。其防腐蚀的原理是锌的腐蚀电位较普通碳钢的低,在土壤介质中锌优先被腐蚀掉从而保护了普通碳钢,达到延长碳钢使用寿命的目的。在没有电流作用下,镀锌钢的使用寿命的确较长,在变电站土壤现场埋置试验的结论也是如此。但是作为接地材料,由于其要受到接地电流的作用,镀锌钢表面的镀锌层很快就会被电解掉,因而镀锌钢对延长接地网的使用寿命实际作用不大。 (2)根据实验室电化学测试的结果可知,无论是在土壤浸出液中还是在土壤泥浆中,材料CL2的耐蚀性能较其他材料的耐蚀性能好,是普通碳钢耐蚀性能的5~7倍。 (3)经试验测试表明,材料CL1和CL2的耐蚀性能较普通碳钢要强得多,这对于延长变电站接地网的使用寿命,确保接地网安全经济运行具有重大意义。同时考虑材料的经济性及来源等因素,本文推荐用非铜质材料CL2替代普通碳钢用于接地网防腐蚀。
参考文献 [1] 许崇武,胡学文,彭泉光,等.接地网防蚀研究及应用[R].武汉:武汉水利电力大学,2000. [2] 王光雍,王海江,银耀德,等.自然环境的腐蚀与防护[M].北京:化学工业出版社,1997. [3] 吴丽蓉,胡学文,许崇武(Wu Lirong,Hu Xuewen,Xu Chongwu).用EIS快速评估有机涂层防护性能的方法(Methods for evaluating the performance of protective coatings with EIS)[J].腐蚀科学与防护技术(Corrosion Science and Protection Technology),2000,(3):182
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