[00117898]高温高湿重污染环境下典型输变电设施用新型防腐材料的研究及应用

①课题来源与背景： 项目来源于国网重庆市电力公司,项目编号：2012渝电科技18＃,项目名称“高温高湿重污染环境下典型输变电设施用新型防腐材料的研究及应用”。重庆地区工业污染较严重,是我国酸雨、酸雾污染最严重的地区之一;重庆又处于亚热带季风气候区,夏季天气炎热,而有火炉的称号,冬季多雾,空气潮湿,故有“雾都”的别名,而温度、PH值、湿度又是影响金属腐蚀速率的重要因素,会大大加快输变电设施的腐蚀速度。目前国内外针对输变电设备设施已有很多防腐蚀措施,比如广泛使用的热镀锌、防腐涂料等方法,但镀锌层金属在高温高湿重污染环境下的腐蚀速度急剧增加,耐用年限很短;现有的传统防腐蚀涂料也存在着与基体粘接不牢、致密性差和耐老化性能差等问题,使用寿命短,给维护和检修工作带来了很多困难;而目前应用的导电混凝土也存在着稳定性不高、容易被腐蚀、导电性能不佳、机械强度不够等问题,不能长期满足电力系统对接地的要求。因此研究高温、高湿、重污染环境下输变电设施的腐蚀机理,并研制有针对性的新型防腐材料,对保证电力系统的安全稳定运行,避免因金属腐蚀导致的各种电力事故有着重要的工程实用价值。 ②技术原理及性能指标： 研究高温高湿重污染环境下典型输变电金属设施的腐蚀机理,为新型防腐蚀涂料的设计、制备和改良提供理论基础;对纳米二氧化硅粒子进行表面改性,研究适合的纳米二氧化硅粒子粒径、添加比例和添加方法,利用纳米微粒的体积效应与表面效应,提高防腐涂料的耐腐蚀性和机械性能,同未改性防腐涂料相比,纳米改性防腐涂料的腐蚀电位减少40%,腐蚀电流降低约60%,能明显抑制输变电设施的腐蚀;防腐漆膜附着力＞4B;防腐漆膜硬度达4H;涂料的电阻率达（一点一二乘以十的七次方）Ω.m。项目采用不锈钢纤维和石墨粉作为导电填料,并使用羧甲基纤维素钠对不锈钢纤维进行表面处理,显著改善了不锈钢在混凝土基体中的分散特性,在保持良好的机械性能的同时,达到优异的导电水平和耐腐蚀性能;在优化的制备工艺下,其电阻率为0.4Ω·m,抗折强度为6.5MPa,抗压强度为26.3MPa,由导电混凝土包裹的铁片的腐蚀速率远小于同一环境中裸铁片的腐蚀速率;成功将导电混凝土以模块的形式应用于某线路杆塔的接地网改造,将其接地电阻测量值由改造前的11.7Ω显著降低至6.4Ω,且改造后的接地电阻具备相当的稳定性。 ③技术的创造性与先进性： 1)研究了高温高湿重污染环境对输变电设施金属材料的腐蚀机理; 2)采用改性纳米二氧化硅作为填料和防腐材料,研制了一种具备优异防腐性能和抗老化特性的输变电设施用防腐涂料; 3)通过表面改性显著提高了不锈钢纤维导电基元在混凝土基体中的分散特性,研制了一种具有长期防腐性和高机械强度的导电混凝土。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性： 项目研制的纳米改性防腐涂料和高强度耐腐蚀导电混凝土己经按照国家和行业要求完成了各项同性能测试,测试结果优异,且己在重庆电网部分高温高湿重污染环境下的输变电设施上得到示范应用,近两年的应用情况良好;项目研究成果适用但不局限于工业、建筑等领域的金属大气腐蚀防护以及接地工程防雷降阻改造等领域。 ⑤应用情况及存在的问题： 本项目研究成果于2013年3月起在国网重庆市电力公司长寿供电分公司等4家单位开展应用,应用情况良好,在实际生产及科学研究等工作中起到了较好的促进和推动作用。 ⑥历年获奖情况： 该项目成果曾获得国网重庆市电力公司2014年度科技进度二等奖。