一种接地网防腐蚀复合涂层和防腐蚀方法与流程

本发明涉及导电涂层防腐，尤其涉及一种接地网防腐蚀复合涂层和防腐蚀方法。

背景技术：

1、接地网作为变电所交直流设备接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。由于接地网作为隐性工程容易被人忽视，往往只注意最后的接地电阻的测量结果。随着电力系统电压等级的升高及容量的增加，接地不良引起的事故扩大问题屡有发生。据统计，由接地事故引起的电网事故约占事故总数的20％，其中地网腐蚀是其失效的主要原因之一。

2、接地网的腐蚀状况在八十年代及以前变电所的设计中，很少或根本就没有考虑地网的腐蚀问题。由于地网腐蚀引起的安全事故屡有发生，如接地引下线断开使高压运行设备处于无接地状态，地下主网腐蚀断裂使地网分割成几块，发生接地时使二次设备烧坏等。因此，从设计的角度应加大对地网腐蚀的重视程度，以便有利于系统的安全运行。为保证电力系统的安全运行，降低接地工程造价，应采用最经济、合理的接地网设计思路。

3、由于接地网埋设在地下，一旦腐蚀严重到使接地网的接地电阻不合格，甚至局部断裂时，对接地网的翻修改造是相当费劲和困难的，费用也是巨大的。因此防止接地网腐蚀，保证接地性能的稳定性，延长接地网的使用寿命，是电力系统安全经济生产所迫切需要解决的课题。防腐蚀的方法有许多种，除了在钢结构设计和工艺设计方面正确地选用金属材料外，最常用的方法是在钢铁表面施加金属涂层和非金属涂层对钢结构进行保护。这些表面涂层包括:有机或无机涂料、电镀或热浸镀金属镀层以及热喷涂金属涂层。涂料涂装、电镀、热浸镀等工艺方法虽然都各有其长处，但它们都很难满足大型钢结构的长效防腐要求。许多现代重要的大型钢结构通常要求在其服役期间不维护或少维护，或者要求在重腐蚀环境下有更长的使用寿命。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提出一种接地网防腐蚀复合涂层和防腐蚀方法。

2、根据本发明的第一方面，本发明提供一种接地网防腐蚀复合涂层，所述复合涂层由如下质量百分数的原料制备而成：14.5-82.5％铝、14.5-82.5％锌和1-3％稀土氧化物。

3、上述方案中，本发明一种接地网防腐蚀复合涂层的原料制备由铝、锌和稀土氧化物组成，复合涂层晶体生长过程中，铝可在涂层表面形成氧化铝薄膜保护复合涂层，提高复合涂层的耐腐蚀寿命。锌对钢铁基体起到电化学保护作用，在腐蚀的过程中作为腐蚀阳极，通过牺牲自身以保护基体材料。一部分稀土氧化物直接进入涂层中，这些稀土氧化物颗粒作为熔滴外来结晶核心，加速了熔滴的凝固，细化了晶粒，提高涂层抗腐蚀性能。另一部分稀土氧化物发生高温分解，分解产物中的活性稀土元素参与化学冶金反应，形成稀土化合物，从而达到脱氧脱硫的目的，改善了涂层的组织及抗腐蚀性能。通过将组分的用量限定在合理的范围值内，使得各组分产生更好的协同增效作用，起到更好的防腐蚀效果，将该复合涂层应用到接地网上能起到很好的防腐蚀防护效果，且防护周期长。

4、为了达到更好的防腐蚀效果，延长防护周期，进一步地，所述复合涂层由如下质量百分数的原料制备而成：24.25-82.5％铝、14.5-72.75％锌和3％稀土氧化物；优选地，所述复合涂层由如下质量百分数的原料制备而成：82.5％铝、14.5％锌和3％稀土氧化物。

5、进一步地，所述复合涂层的孔隙率小于3％。具有小孔隙率的复合涂层抗腐蚀性好。

6、进一步地，所述复合涂层的腐蚀电位为-1.23v～-0.868v，腐蚀电流为-6.77a/cm2～-4.78a/cm2；优选地，所述复合涂层的腐蚀电位为-1.049v，腐蚀电流为-5.78a/cm2。

7、根据本发明的第二方面，本发明还提供一种接地网防腐蚀方法，包括如下步骤：在接地网表面采用热喷涂方法喷涂14.5-82.5％铝、14.5-82.5％锌和1-3％稀土氧化物，以在接地网表面形成复合涂层。

8、上述方案中，一种接地网防腐蚀方法采用热喷涂方法在接地网表面制备复合涂层，这样的方法既可到现场施工，又可在工厂车间内生产，设备简单，移动方便。热喷涂生产效率高、操作容易、灵活，涂层的厚度容易控制。此外，采用热喷涂方法得到的复合涂层中fe杂质含量低，耐蚀性好，防护周期长，与其他接地网防腐蚀方法相比，具有显著的技术优势。

9、进一步地，所述热喷涂方法的喷涂高速火焰喷涂方法，喷涂所采用的气体包括氧气、乙炔或空气，喷涂的气体压力为0.1～1.0mpa。

10、进一步地，喷涂所采用的气体为氧气时，喷涂的氧气压力为0.75～1.0mpa，优选为0.8mpa；喷涂所采用的气体为乙炔时，喷涂的乙炔压力为0.11～0.13mpa，优选为0.12mpa；喷涂所采用的气体为空气时，喷涂的空气压力为0.3～0.5mpa，优选为0.4mpa。

11、进一步地，所述接地网采用q235钢材质制备而成。

12、进一步地，所述复合涂层的厚度为0.3mm～0.8mm，优选为0.5mm。

13、上述方案中，通过将复合涂层的厚度限定在合理的范围值内，更有利于提升复合涂层的防腐效果。

14、本发明的有益效果：

15、本发明一种接地网防腐蚀复合涂层由铝、锌和稀土氧化物制备而成，各组分相互配合能达到很好的防腐蚀效果，进一步地通过将组分的用量限定在合理的范围值内，使得各组分产生更好的协同增效作用，起到更好的防腐蚀效果，将该复合涂层应用到接地网上能起到很好的防腐蚀防护效果，且防护周期长。

技术特征：

1.一种接地网防腐蚀复合涂层，其特征在于，所述复合涂层由如下质量百分数的原料制备而成：14.5-82.5％铝、14.5-82.5％锌和1-3％稀土氧化物。

2.根据权利要求1所述的一种接地网防腐蚀复合涂层，其特征在于，所述复合涂层由如下质量百分数的原料制备而成：24.25-82.5％铝、14.5-72.75％锌和3％稀土氧化物；优选地，所述复合涂层由如下质量百分数的原料制备而成：82.5％铝、14.5％锌和3％稀土氧化物。

3.根据权利要求1或2所述的一种接地网防腐蚀复合涂层，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化铈或氧化镧中的一种或两种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种接地网防腐蚀复合涂层，其特征在于，所述复合涂层的孔隙率小于3％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种接地网防腐蚀复合涂层，其特征在于，所述复合涂层的腐蚀电位为-1.23v～-0.868v，腐蚀电流为-6.77a/cm2～-4.78a/cm2；优选地，所述复合涂层的腐蚀电位为-1.049v，腐蚀电流为-5.78a/cm2。

6.一种接地网防腐蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：在接地网表面采用热喷涂方法喷涂14.5-82.5％铝、14.5-82.5％锌和1-3％稀土氧化物，以在接地网表面形成复合涂层。

7.根据权利要求6所述的一种接地网防腐蚀方法，其特征在于，所述热喷涂方法为高速火焰喷涂方法，喷涂所采用的气体包括氧气、乙炔或空气，喷涂的气体压力为0.1～1.0mpa。

8.根据权利要求7所述的一种接地网防腐蚀方法，其特征在于，喷涂所采用的气体为氧气时，喷涂的氧气压力为0.75～1.0mpa，优选为0.8mpa；喷涂所采用的气体为乙炔时，喷涂的乙炔压力为0.11～0.13mpa，优选为0.12mpa；喷涂所采用的气体为空气时，喷涂的空气压力为0.3～0.5mpa，优选为0.4mpa。

9.根据权利要求6所述的一种接地网防腐蚀方法，其特征在于，所述接地网采用q235钢材质制备而成。

10.根据权利要求6所述的一种接地网防腐蚀方法，其特征在于，所述复合涂层的厚度为0.3mm～0.8mm，优选为0.5mm。

技术总结本发明涉及导电涂层防腐技术领域，尤其涉及一种接地网防腐蚀复合涂层和防腐蚀方法。复合涂层由如下质量百分数的原料制备而成：14.5‑82.5％铝、14.5‑82.5％锌和1‑3％稀土氧化物。本发明一种接地网防腐蚀复合涂层由铝、锌和稀土氧化物制备而成，各组分相互配合能达到很好的防腐蚀效果，进一步地通过将组分的用量限定在合理的范围值内，使得各组分产生更好的协同增效作用，起到更好的防腐蚀效果，将该复合涂层应用到接地网上能起到很好的防腐蚀防护效果，且防护周期长。技术研发人员：刘晓明,曹斌,辛力坚,汪鹏,陈鹏受保护的技术使用者：内蒙古电力（集团）有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16