今天我们来“曝露”一个导致电网设备提前失效的元凶:大气腐蚀!


大气腐蚀是导致电网设备生锈乃至失效的主要原因,大气腐蚀的严重程度受到环境因素及污染源等影响,往往地区性差异较大。而我们的电网设备防腐设计却是统一的,因此就会出现在大气腐蚀严重的区域,电网设备提前失效的情况。针对这一问题,最好的解决方法就是建立电网大气腐蚀等级分布图,根据各地大气腐蚀特点进行差异化的设备防腐设计及选型。
那么,如何绘制电网大气腐蚀等级分布图?如何测得大气腐蚀速率?
我们采取了“以曝制曝”的方法,就是要在光天化日之下“曝露”你!
今年8月,国网浙江省电力有限公司在国网系统内率先完成基于“曝露法”一年期数据的电网大气腐蚀等级分布图的绘制工作。所谓“曝露法”,就是通过标准金属试片的大气现场曝露方法的简称。积累大气环境腐蚀基础数据,是绘制大气腐蚀等级分布图最为可靠的方法。国网浙江电力一直致力于构建大气环境腐蚀基础数据库,早在2012年已采用环境因子法绘制了首张浙江省大气腐蚀地图。
首先,我们在实验室准备标准腐蚀指示片。考虑到电网设备的常用材料,我们准备了5种材质的试片,分别是碳钢、镀锌钢、锌、铝、铜。


在腐蚀实验室先将试片清洗去油烘干,然后称重记录,在变电站进行安装。
在浙江省范围内,根据县级行政区域结合海洋性气候区、工业污染区、酸雨区等多种大气环境,我们挑选了110个环境腐蚀性试验基地进行大气腐蚀性测试工作。这些地方覆盖了全省所有县级区域及部分重点输电工程。
到了变电站,将试片装在专用防电偶腐蚀试验架上。


说起专用防电偶腐蚀试验架,这个可是国网浙江电科院腐蚀实验室自己设计的,目的是为了防止电偶腐蚀(简单粗暴理解,就是各种试片和支架都属于金属。不同金属彼此接触或通过其他导体联通,处于统一介质中,容易造成它们接触部位的局部腐蚀),更准确地表征大气腐蚀。试验架还获得了国家专利。

安装完毕后,就等着试片接受太阳暴晒、风吹雨淋、雾霾酸雨等各种大气环境对其的腐蚀。这个过程需要待整整一年。一年后,我们再去现场取回试片。

可以看到,一年下来,试片发生了明显的变化,表层都已被腐蚀,腐蚀产物明显。

尤其是碳钢试片,已被棕红色的铁锈覆盖。

将试片做好相关记录带回实验室进行处理。
在实验室,先对试片进行腐蚀外观形貌拍照,然后通过酸洗轻刷清除腐蚀产物。

去除腐蚀产物后干燥称重。

通过各个地区标准腐蚀指示片一年的腐蚀失重来换算成各个地区相应的大气腐蚀速率。

然后通过数据处理、绘图,得到浙江省大气腐蚀等级分布图。

有了这张图就可以根据图中大气腐蚀严重程度来进行电网设备差异化的设备防腐设计及选型了。在腐蚀严重的区域提高设备的防腐设计标准,保证设备的使用寿命符合设计要求,就不用担心设备会提前失效了!
后续,实验室还将以3年、10年期数据进一步对大气腐蚀等级分布图进行优化修正。同时,将继续启动“动态在线法”18个在线监测点的建设。此举将实现以动态在线形式实现对高精度大气腐蚀等级分布图的实时更新,从而建立起包含“在线”及“离线”功能的国网浙江电力大气腐蚀监测体系,全面助力国网公司电网大气腐蚀等级分布图建设。
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