高压输电用耐张线夹的失效分析

高压输电用耐张线夹在服役过程中常常因腐蚀而失效。为提高耐张线夹的使用寿命,检测了失效耐张线夹表面腐蚀产物的微观结构和化学成分,并与未失效的耐张线夹进行了对比。研究了耐张线夹的腐蚀机制。结果表明:失效线夹在服役过程中产生了断股现象,导致水汽或雨水进入线夹,加速了耐张线夹的腐蚀。红外测温发现,线夹接头处的温度会随其表面腐蚀产物覆盖率的增大而升高。此外,由激光测震发现,线夹压接部位的铝线断裂,也导致了线夹失效。     

钢芯铝绞架空导线微动疲劳断口形貌

在自制的微动疲劳试验装置上进行钢芯铝绞导线(ACSR)的微动疲劳试验,采用扫描电子显微镜观察分析内、外层铝股线断口特征,研究其微动疲劳断裂机制。结果表明:铝股线的断股大多发生于导线与线夹的最后接触点处。微动振幅为1.0 mm时,在较低循环周次下(1.6×107),铝股线只发生正断;随着循环次数增加,铝股线断股数量增加,且发生45°及"V"形断裂。铝股线疲劳断口由疲劳源区、疲劳裂纹扩展区、瞬断区构成,呈现弯曲疲劳和扭转疲劳两种不同的断裂方式。     

铁路电气化用铜合金定位线夹失效分析

对失效铜合金定位线夹取样,用光学显微镜和扫描电子显微镜分析了定位线夹失效部位金相组织及断口形貌特征,得出了定位线夹失效的原因。它能为改进生产工艺提供依据。     

高压输电线路用耐张线夹用铝的电化学腐蚀行为研究

通过测定极化曲线和交流阻抗谱,并借助于扫描电镜、能谱分析和X射线光电子能谱仪研究了腐蚀液的浓度、pH和温度等因素对高压输电线路耐张线夹用铝在NaHSO_3+NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,即对腐蚀产物的形貌、成分和分布等的影响。结果显示:耐张线夹用铝在NaHSO_3+NaCl溶液中的腐蚀产物为Al(OH)_3和Al_2O_3,随着溶液的pH增加浓度增大或温度升高,耐张线夹的EIS半圆弧形半径减小,自腐蚀电位Ecorr负向移动,自腐蚀电流增大,阳极极化斜率增大,阴极极化斜率减小。此外,随着溶液的浓度增大、温度升高和pH减小,耐张线夹用铝的线性极化电阻减小,腐蚀加快,耐腐蚀性能降低。     

输电线路压接金具错位型缺陷引发的失效及其仿真研究

通过对输电线路压接金具错位型缺陷引发的失效案例进行调研,发现因耐张线夹铝管尾部与钢锚未压合致铝管内钢芯锈蚀引发的事故很多。针对两起线夹失效案例,结合宏观、脱锌与腐蚀坑检查等试验分析,和基于试验结果的仿真分析,研究了错位型缺陷及其引发的腐蚀对钢芯应力恶化、断裂的影响。结果表明,铝管尾部与钢锚未压合,钢管口钢芯应力为正常时的3.1倍,不足以使钢芯断裂。密封不良引发钢管口钢芯缝隙内腐蚀,产生蚀坑和裂纹,当蚀坑深度达到0.5mm时,蚀坑内最大应力为正常时的8.3倍,达到钢芯的抗拉极限。蚀坑的出现与扩展使得管口钢芯应力状态迅速恶化至断裂。研究结果对防范和诊断类似事故有着重要价值。     

架空导线不同防腐措施的耐腐蚀性能比较

为探究常见架空导线耐腐蚀性能,对普通钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线、防腐型钢芯铝绞线和碳纤维复合材料芯架空导线进行中性盐雾腐蚀实验。结果表明：普通钢芯铝绞线的腐蚀情况最为严重;而铝包钢芯铝绞线因避免了异种金属接触,内层铝线和铝包钢线表面腐蚀程度较低,表明铝包钢芯铝绞线耐蚀性优于普通钢芯铝绞线。防腐型钢芯铝绞线由于防腐脂的物理隔绝作用,受到防腐脂保护的铝线和钢芯在实验周期内均未见明显腐蚀迹象。而碳纤维复合材料芯导线,因碳纤维复合材料芯化学性质稳定,耐腐蚀性能优异,其紧密绞合的型线阻止了腐蚀介质向绞线内部渗透,绞线的耐腐蚀性能显著优于普通导线。     

220 kV 线路线夹失效分析

采用宏观检查、光谱分析、DR检测、金相检验及扫描电镜和能谱分析等方法分析了供电线路的线夹失效的原因。结果表明,腐蚀性介质进入压接管铝线和钢芯之间的空隙,在二者之间产生电化学腐蚀,逐渐形成氧化铝和氧化铁,导线有效截面积减小,电阻增大。当电阻增大到一定程度时,瞬间起火而烧毁了线夹的压接管。     

钢芯铝绞导线大气腐蚀产物层的结构及腐蚀机理

在模拟大气腐蚀环境中,采用干/湿NaHSO3+NaCl水溶液盐雾试验研究钢芯铝绞(ACSR)导线腐蚀产物的相组成及腐蚀层结构,讨论其腐蚀机理。结果表明:ACSR导线中单股铝线或镀锌钢芯线的腐蚀主要表现为点蚀,腐蚀产物组成复杂,主要为锌和铝的氢氧化物、硫酸盐与氯化物的复式盐;在腐蚀初期,内外层铝股线及钢芯线表面镀锌层开始形成点蚀坑,逐步形成连续的腐蚀层;由于镀锌层和内层铝股线之间构成原电池,因为牺牲阳极效应,镀锌层腐蚀速率最大;而内层铝股线受到保护,腐蚀速率最小,外层铝股线腐蚀速率居中。     

NY-400 型耐张线夹内部交流腐蚀形貌及产物研究

目的研究老旧高压输电耐张线夹内部交流腐蚀。方法截取已运行35 a的耐张线夹并解剖,采用扫描电子显微镜分析腐蚀区的微观形貌,采用X射线衍射仪、能谱仪和X射线光电子能谱仪对腐蚀区元素及物相进行分析鉴定,分析线夹内部腐蚀损伤演化过程。结果线夹内表面与铝线表面局部出现大量白色腐蚀产物和黑色覆盖物,白色腐蚀物呈粉末和片层两种形态。分析表明,腐蚀产物相组成为Al2O3,Al O(OH)和Al OOH;黑色覆盖物随深度增加而减少,黑色区域主要元素为Al,O和C,物相组成为Al2O3,C(graphite)和含C有机物。钢芯锌层破坏区的内层铝线更易腐蚀,腐蚀区呈灰黑色,微观形貌为富铁元素颗粒镶嵌在其它腐蚀产物中,区域的主要元素为Al,C,O,Fe和Zn,Fe元素存在形式为Fe2O3;钢芯表面镀锌层局部腐蚀严重,呈现平面型点蚀形貌,主要元素为Zn,Al,C和O,Zn腐蚀产物为六边纤锌矿结构Zn O。结论内部交流腐蚀原因为液体渗入,同时腐蚀产生大量的热致使材料分解。     

福建某海岛架空输电钢芯铝绞线的失效分析

采用XRD、SEM和EDS对福建省某海岛上35 k V失效的钢芯铝绞线进行形貌和成分分析。结果表明:内层铝绞线表面主要由Al、Al(OH)3和Al5(CO3)3(OH)13·x H2O等物相组成。在断口上除了Al、O等元素外,还含有C、S、Cl、Na、Mg、Ca等。海洋大气、CO2和尘埃等腐蚀介质导致内层铝股线遭受潮的海洋大气腐蚀、应力腐蚀、小孔腐蚀等,使内层铝股线严重腐蚀。     

脱乙醇塔再沸器奥氏体不锈钢换热管缺陷分析

脱乙醇塔再沸器管束在涡流检测中发现换热管多处裂纹类缺陷,采用宏观检查、无损检测、化学成分分析、金相检验、硬度检验以及断口分析等分析方法,对缺陷管段进行了失效原因分析。结果表明,失效不锈钢换热管表面没有发生明显腐蚀,换热管材料金相组织及硬度正常,化学成分满足标准要求,金属中存在裂纹缺陷且断口形貌符合白点断口的特征;换热管失效机理为氢致开裂,是管材制造过程中形成的原始缺陷。     

35kV架空输电线路钢芯铝绞线内层铝股线的腐蚀失效分析

采用SEM和EDS对福建省某海岛上失效的35kV钢芯铝绞线进行表面和断口的形貌观察和成分分析。结果表明,表面主要由铝,Al(OH)3和Al5(CO3)3(OH)13·xH2O等物相组成,组成的元素除了铝、氧外,还含有碳、硅、硫、氯、钠、镁、钙等。碳、硅等元素集中在表面以及距表面250~500μm处。海洋大气、CO2和尘埃等腐蚀介质导致内层铝股线严重腐蚀,大量腐蚀产物粘附在基体上,表面上有以腐蚀区域为核心的发散裂纹。在腐蚀、振动和线张力的作用下,疲劳裂纹扩展带呈现半椭圆轮廓线,最终导致材料断裂。     

20钢热水管焊缝爆裂的失效分析

采用宏观形貌、金相组织和断口观察以及成分分析和力学性能测定等方法,分析了某20钢高温输水管爆裂的原因.结果表明,断裂失效发生在焊缝部位,焊缝组织存在明显蠕变现象,断口起裂处具有典型脆性断裂特征,裂纹内有腐蚀产物,属于典型应力腐蚀裂纹.裂纹扩展后期近外表面处具有蠕变疲劳裂纹特征.应力腐蚀裂纹是该热水管爆裂失效的主要原因.     

腐蚀层覆盖率对耐张线夹接头温升的影响

采用压制工艺在实验室制备了耐张线夹。随后,通过交替浸入腐蚀液中48 h随后自然干燥48 h共计24 d使之腐蚀,腐蚀液为含0.5 mol/L NaHSO_3和0.05 mol/L NaCl的去离子水溶液。采用扫描电镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪研究了耐张线夹腐蚀产物的形貌、成分和分布,并研究了通电后耐张线夹腐蚀层覆盖率和电流强度对线夹接头温升的影响。结果表明,线夹的腐蚀产物主要是Al_2O_3,是逐步形成的;在长期通电和通入过载电流的情况下,耐张线夹接头的温度随着线夹腐蚀层覆盖率和电流强度的增大而升高。     

干/湿NaCl盐雾条件下钢芯铝绞(ACSR)导线腐蚀层结构及腐蚀机理

采用干/湿NaCl盐雾试验,研究了钢芯铝绞(ACSR)导线腐蚀产物的相组成、腐蚀层结构及其腐蚀机理。结果表明:ACSR导线的腐蚀是氧化膜的局部破坏(形成麻点和缺口)及线股间电化学腐蚀等共同作用的结果。ACSR导线腐蚀产物组成复杂,主要包括锌及铝的氢氧化物及碱式氯化物盐。内外层Al股线及钢芯线表面镀锌层开始生成局部的麻点,然后形成连续的腐蚀层,腐蚀层内层致密而外层疏松。在腐蚀前期(≤168 h),外层铝股线的腐蚀速率大于内层铝股线,在腐蚀后期,内层铝股线的腐蚀速率更大。镀锌层的腐蚀速率最大,480 h腐蚀后完全被破坏,逐渐失去对钢芯线的保护作用。     

变电站铝设备线夹断裂事故分析

通过断口宏观观察、化学成分分析、金相组织分析及力学性能试验,对某330KV变电站铝设备线夹断裂事故进行分析。结果表明,断裂线夹存在质量问题,强度不足,加之服役过程中线夹自身的电动力效应,是线夹发生断裂的主要原因。     

设备线夹开裂失效原因分析

通过对某站失效线夹进行现场调研、宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、断口分析等,综合检验结果,对其开裂失效原因进行了分析.分析认为,天气反复变化导致的冻裂是该设备线夹鼓包开裂的主要原因;其次,表面疏松和粗大柱状晶是开裂的次要促进因素;而线夹镗孔时的偏心导致部分区域孔壁较薄是造成线夹开裂的又一次要诱发因素.     

轴流式送风机锻铝动叶片的腐蚀损伤失效特征及处理

采用宏观形貌分析、化学成分分析、力学性能分析、金相分析、晶间腐蚀试验、断口微观形貌分析和能谱成分分析等方法对某1000 MW锅炉送风机腐蚀损伤失效高周疲劳断裂的锻铝动叶片进行研究。得到了动叶片腐蚀损伤的特征,并进一步分析了引起动叶片腐蚀损伤的腐蚀介质的来源。     

变压器铅黄铜线夹开裂原因分析

一变压器铅黄铜线夹使用了约10年时发生开裂。对开裂的线夹进行了宏观检查、化学成分分析、金相检验、断口分析及能谱分析。结果表明:线夹的化学成分和显微组织基本正常,但发生了应力腐蚀,并伴随有脱锌现象,从而导致其开裂。     

钢/铝异种板自冲铆接头的腐蚀性能研究

为了分析钢/铝异质板自冲铆接头的腐蚀性能,对该接头进行了不同时间的盐溶液周浸腐蚀试验。试验后对试样进行了称量和拉伸,并进行了下板失效部位的断口分析。结果表明:腐蚀试验后试件的质量明显减小;除腐蚀0、15 d的个别接头的下板未被撕裂外,其余接头均为下板撕裂,铆钉与下板分离,且随腐蚀时间增加,撕裂更加明显;拉伸失效载荷均值和能量吸收值均先上升后下降的变化;0 d时下板拉脱断口处出现明显刮痕,腐蚀后的撕裂断口处有大量韧窝,随着腐蚀时间的延长,韧窝中夹杂物增多。