电化学噪声在接地网土壤腐蚀监控中的应用

采用电化学噪声测试技术对变电站接地网土壤腐蚀状况进行实时在线监测。结果表明:接地网环境发生改变时,对土壤腐蚀特性有较大影响,接地网腐蚀状态变化较大。电化学噪声监测系统对土壤腐蚀环境的变化反应灵敏,能够进行实时准确的监控预警,可用于变电站基建勘察以及运行维护阶段的腐蚀监控。     

辽宁省内输变电设备腐蚀情况调研与分析

针对辽宁省内输变电设备的腐蚀问题,对辽宁境内14个地市的23座500 kV变电站和具有代表性的27座220 kV变电站进行调查,统计分析辽宁省内输变电设备主要的腐蚀形式,分析了不同设备类型、不同区域和电压等级的输变电设备的腐蚀情况以及站内杂散电流对接地网腐蚀影响的情况,并分析了发生腐蚀的原因。     

海南省变电站大气腐蚀调查

针对海南省17个地区,33所变电站的电力设施和基础设施的常见腐蚀形式和重点腐蚀部位进行调查,对变电站腐蚀程度进行分类。对海南省各地区的大气腐蚀性进行评价,其中达到C₄级的地区为5个,并且沿海地区的腐蚀速率普遍高于内部地区。高润湿时间和高Cl^-是海南省大气腐蚀的主要诱因。缝隙腐蚀和电偶腐蚀则是该地区电力设施最常见的腐蚀形式。     

基于神经网络模型的海南变电站接地网Q235钢腐蚀率预测

运用MATLAB软件在土壤腐蚀等级评价指标上随机生成了2 000组训练样本和200组测试样本来增强网络的鲁棒性(抗变换性)和样本识别准确性,找出了适合BP和RBF神经网络模型的结构参数,构建出了性能和稳定性都较好的BP和RBF神经网络模型。用现场采集的海南省变电站土壤腐蚀相关数据分别对已建并训练的BP和RBF神经网络模型进行检验,并用这两种模型对变电站接地网普遍使用的Q235钢的腐蚀速率进行了预测。结果表明:两种模型预测的准确率均在95%以上;BP神经网络模型在结构和运算方面比RBF神经网络模型好,但需要设定的参数多、较繁琐,而RBF神经网络模型只需设定Spread值,较简单,且RBF神经网络模型在训练精度和泛化能力方面均优于BP神经网络模型。     

海南电网变电站金属架构防护涂层的使用情况

对海南省17个城区33所变电站内设施腐蚀的情况进行了现场考察,调研在海南高温、高湿、高盐条件下,变电站设施金属腐蚀及防护涂层失效的原因,并归纳了现有涂层存在的缺陷,以期为研究适合海南环境中的新型防腐蚀涂料提供依据。结果表明:不同气候环境中变电站设施腐蚀程度不同,现用防腐蚀涂层的腐蚀类型有全面腐蚀和局部腐蚀。     

在海南土壤中20~#钢管的腐蚀试验

在海南省二十个试验站对钢管土壤腐蚀结果表明:在各类土壤中钢管的腐蚀性能相差很大。砖红壤为4级和5级腐蚀,以局部腐蚀为主要特征,滨海盐土为4级腐蚀,其它类土壤为2级和3级腐蚀。二年的平均腐蚀率和最大点蚀速率均比第一年有所降低。腐蚀产物主要为α-FeOOH。     

变电站接地网腐蚀及防腐途径

变电站接地网由于地下环境复杂,容易受到外界因素影响导致网线被腐蚀,影响变电站的正常工作。因此需要加强对变电站接地网腐蚀因素进行分析,并探究有效的防腐途径。     

高压变电站接地网的腐蚀防护与监测技术研究进展

高压变电站接地网腐蚀会增加高压输供电设备的跳闸风险,导致大面积停电。针对高压变电站接地网腐蚀与服役安全问题,对接地网材料选型、防腐蚀措施以及腐蚀诊断和无损监测技术进行了综述。介绍了目前我国接地网面临的腐蚀情况和存在的主要问题,讨论了影响输变电站接地网腐蚀的主要因素、腐蚀类型和防腐蚀措施,并对各种防腐蚀措施的优劣进行了对比分析。最后总结了目前接地网腐蚀常用的无损监检测方法,并对接地网防腐蚀对策和腐蚀状态的快速诊断技术提出了展望。     

电网碳钢、镀锌钢大气腐蚀等级图绘制研究

基于2393个现场“曝露法”试验站的碳钢、镀锌钢1 a期腐蚀速率和通过ISO 9223中剂量响应函数计算得到的2918个沿海站点的腐蚀速率，采用反距离空间插值法绘制了国家电网公司运营区域的碳钢、镀锌钢大气腐蚀等级图。交叉验证结果表明，p值为2时，碳钢、镀锌钢大气腐蚀地图对腐蚀等级的预测精度最高，分别为85.3%和85.9%。根据大气腐蚀等级图，首次系统掌握了国家电网输电线路沿线及变电站工程大气腐蚀等级，碳钢、镀锌钢处于C4以上重腐蚀等级的面积分别占6.01%(462770 km²)和5.25%(404250 km²)。     

因子分析法在变电站土壤腐蚀性评价中的应用

对某区123个110 kV变电站的接地网中部土壤进行取样分析,详细测定了土壤的理化性能 (共11个指标),应用因子分析法对测定数据进行分析、处理。结果表明,该区变电站接地网土壤腐蚀性主要影响因素为：Ca²⁺+Mg²⁺,SO₄^2-,pH值,Cl^-和含水率。以此5项关键腐蚀性因素作为评价指标进行综合评价,该区变电站接地网土壤腐蚀性分为特强 (11个变电站)、强 (86个变电站)、较强 (14个变电站) 和中等 (12个变电站) 4个等级。同时,采用德国Beckman标准评价方法对123个变电站接地网土壤腐蚀性进行了评价,两者结果基本一致,说明因子分析法可应用到变电站接地网土壤腐蚀性评价中,且可靠性较高。     

某110kV老旧变电站接地网系统改造前的评估

为提高变电站接地网改造效率,采用电阻抗成像(EIT)技术对某110 kV老旧变电站开展接地网改造前状态评估,并对地网建模成像。检测发现,除目视可见断点外,接地网引下线存在5处隐蔽断点,急需处理;而水平地网所处土壤腐蚀性弱,各支路阻抗值增幅均在允许范围,未出现明显锈蚀。据此,为该变电站制定了仅更换引下线、不改造水平地网的个性化维修方案,显著降低改造成本、避免接地材料浪费。电阻抗成像技术可实现对接地网腐蚀的快速准确诊断,将接地网从"黑箱状态"转变为"可视状态",改善接地网腐蚀检查的盲目性,提升设备管理水平。     

含水率对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响

采用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法研究了接地网材料Q235钢在10%~50%含水率条件下埋置15 d的腐蚀行为。结果表明,土壤含水率对Q235钢腐蚀行为影响显著,随含水率的增加,腐蚀速率呈现先快后慢的趋势;低含水率(10%)时,Q235钢发生全面腐蚀;随含水率升高,腐蚀形态由全面腐蚀转化为不均匀腐蚀,当含水率为30%时,腐蚀速率达到最大。对腐蚀锈层进行XRD分析,腐蚀产物主要是α-Fe OOH、γ-Fe OOH、Fe3O4和Fe2O3,与实际土壤腐蚀产物一致,针状的α-Fe OOH所占比例较大。     

基于模糊物元的熵权法在接地网腐蚀预测中的应用

为了对电力接地网腐蚀状况作出准确评估,预测接地网使用寿命,将模糊物元分析法与熵值理论相结合,建立了变电站土壤腐蚀性的预测模型。通过合理确定土壤腐蚀性评价的主要因素及评价等级标准,建立评价体系,利用熵权法确定各指标的权重大小,实现了对土壤腐蚀性的评判,初步估计电力接地网的使用寿命。结合实例与对比图,印证了该方法的有效性。该方法能有效地将不同量纲和等级的数据充分拟合,极大程度地减少主观性和经验性因素带来的误判,消除了Baeckman法的局限性,评价结果更为可靠。     

海南地区土壤腐蚀性调查

1 前言 海南省在我国大陆的南端,全岛大约3.39万平方公里土地,海岸线长约600多公里。土壤共有13种类型,大多具有酸性,土壤腐蚀相当严重。为配合海南的经济开发建设,进行该地区的土壤腐蚀性调查研究,具有重要的现实意义。 该项工作于一九九○年实施,共设立了二十个试验站,投试了400多个试件,进行为期4年的土壤腐蚀试验。积累了钢铁在海南地区的土壤腐蚀数据,填补了国内在湿热带地区酸性土壤中的腐蚀数据空白。     

铜质接地网材料电化学腐蚀行为

取安徽省八座500kV变电站土壤按水土比1∶1配制试验介质,对铜质接地网材料进行电化学测试和极化曲线测试,结果表明,铜质接地网材料在试验介质中的腐蚀均属于活化控制,没有明显的氧扩散控制;电化学阻抗谱测试结果表明,铜质接地网材料在试验介质中浸泡4h,反应只受电极溶解控制。     

土壤环境中管线钢硫酸盐还原菌腐蚀

腐蚀是世界各国共同面临的问题之一,每年因腐蚀造成的经济损失占全国GDP的3%~5%,其中土壤腐蚀约占总腐蚀的20%。金属的土壤腐蚀是一种自发的冶金逆过程,它不仅会导致埋地金属构筑物腐蚀破坏,还会引发管线泄漏、燃烧和爆炸等事故,给社会带来巨大的经济损失和社会危害。微生物腐蚀是埋地管线钢腐蚀的重要腐蚀类型之一,其中以硫酸盐还原菌引起的腐蚀最为严重。从环境因素、材料因素和微生物因素三个方面,对土壤环境中管线钢硫酸盐还原菌腐蚀进行了简要概述。埋地管线钢微生物腐蚀研究最多的是环境因素的影响,包括土壤类型、土壤含水量、土壤阴离子、化肥、农药、土壤宏电池和剥离涂层。材料因素的研究多集中在阴极保护、外加应力和杂散电流等因素的影响。相比前两种影响因素,微生物因素最为复杂,也是研究最少的一个方面。微生物因素的研究是一个全新的研究领域,包括膜内生物酶的影响以及膜内电子传递等。今后一段时间,埋地管线钢微生物腐蚀仍以环境和材料因素等多因素的耦合作用为主要研究方向。     

土壤环境因素对碳钢接地材料腐蚀性影响

土壤环境因素对碳钢接地网材料腐蚀性有很大影响。为此,采用在60℃恒温烘箱中模拟土壤环境因素中的含水量、pH、总含盐量、酸度、碱度、SO42-浓度、Cl-浓度七个因素研究土壤腐蚀规律。恒温加速腐蚀一个月后计算腐蚀速率、观察腐蚀形貌并研究腐蚀机理。结果表明,随着含水量的增加腐蚀速率先增大后减小;随着Cl-浓度增加腐蚀性增强,当Cl-浓度78mg/kg时腐蚀速率突然变小;pH增大腐蚀速率先减小后增大;SO42-浓度、总含盐量、酸度和碱度的增加土壤的腐蚀速率增大。     

柔性石墨网与镀锌钢在模拟土壤环境中的电偶腐蚀行为

模拟了河南典型土壤介质环境,研究了典型“金属引下线(镀锌钢)-石墨接地网”之间的电偶腐蚀行为。结果表明：在模拟土壤介质工况条件下,金属引下线和石墨接地网之间的电位差约为700 mV,具有显著电偶腐蚀倾向,其中,引下线镀锌钢的自腐蚀电位更负,为电偶腐蚀阳极,腐蚀进程将被加速;电导率和含氧量对这两种材料间的电偶腐蚀行为均有显著影响;随着电导率和含氧量的升高,电偶电流密度均增大,在含氧量15%和电导率1 000μS/cm条件下,相比无偶接试样,其电偶腐蚀加速倍率分别达到13.36和5.18,电偶加速效应明显;面积比的升高对电偶腐蚀也具有明显的促进作用;本研究条件下上述两种材料间的电偶腐蚀敏感性等级均达到最高级E级。在新型石墨接地网装置中,镀锌钢引下线存在较高电偶腐蚀风险,在实际使用中应尽量避免上述两种材质的组合,在无法避免的情况下,应对其采取合理的防护措施。     

2024铝合金盐雾腐蚀评估及腐蚀形貌分析

采用盐雾试验研究了2024铝合金在环境相对湿度、介质浓度、环境温度三因素影响下的腐蚀行为。极差分析结果表明,相对湿度对2024铝合金的腐蚀程度影响最大,尤其对腐蚀坑深具有显著影响;对处于84%、90%、100%三种不同相对湿度腐蚀环境中的试样,运用模糊综合评判法,确定其腐蚀等级依次为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级腐蚀;金相显微分析发现,2024铝合金的腐蚀类型主要是晶间腐蚀,且随着相对湿度的增加,腐蚀程度逐渐增加。     

Q235碳钢在红壤中的腐蚀行为

采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等技术对在红壤中服役多年的变电站接地网Q235碳钢进行了形貌观察和腐蚀产物分析,并通过电化学和模拟加速腐蚀试验对比研究了Q235碳钢在红壤中的腐蚀行为。结果表明:接地网材料表面形成的腐蚀产物主要是铁的氧化物,主要有Fe2O3、Fe3O4、FeOOH,并且Cl元素的存在会加剧Q235碳钢材料的腐蚀;当土壤含水率为20%(质量分数,下同)时,Q235碳钢在红壤中腐蚀速率最大,Q235碳钢的腐蚀电流密度随Cl-与SO42-的变化规律基本一致,都是先增大后减小,并且可划分为3个区间;Q235碳钢在红壤中的腐蚀速率随着试验时间的延长呈现先降低后小幅升高的趋势,该加速腐蚀试验,没有改变Q235碳钢在红壤中的腐蚀机理,且与现场有较好的相关性。