4.3.3.1 輸電線路

    1.輸電桿塔

    目前，我國(guó)輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)通常采用熱鍍鋅防腐技術(shù)使其獲得較長(zhǎng)的室外暴露使用壽命。熱鍍鋅層與其它鍍層相比擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：鋅鐵之間為冶金結(jié)合，比一般涂料結(jié)合更牢固，暴露在大氣環(huán)境中不易脫落；當(dāng)鍍鋅層有裂紋或損壞危及到鋼基體時(shí)，鋅將以犧牲陽(yáng)極的形式對(duì)鋼基體產(chǎn)生電化學(xué)保護(hù)。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，輸電桿塔服役時(shí)處于各種自然環(huán)境中，時(shí)刻經(jīng)受著大氣腐蝕破壞，且不同大氣環(huán)境條件下，腐蝕的程度不同。在我國(guó)鄉(xiāng)村與城市大氣環(huán)境中，由于大氣沒有受到污染或污染程度較輕，以熱鍍鋅和常規(guī)涂料主的輸電鐵塔，能預(yù)防一般自然環(huán)境下的腐蝕，使用壽命長(zhǎng)滿足鐵塔設(shè)計(jì)使用壽命。然而，處于重工業(yè)地區(qū)、沿海地區(qū)以及沙漠干燥地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)腐蝕比較嚴(yán)重。

    1）輸電桿塔腐蝕機(jī)理

    我國(guó)輸電桿塔主要采用鍍鋅鋼材質(zhì)進(jìn)行大氣防腐，鍍鋅鋼發(fā)生電化學(xué)腐蝕一般經(jīng)過以下4個(gè)步驟：鍍鋅層完整地覆蓋于整個(gè)鋼基體，鍍層發(fā)生腐蝕；鍍層發(fā)生部分破壞，鋅作為犧牲陽(yáng)極對(duì)鋼基體提供陰極保護(hù)；鍍鋅層全部破壞，鋼基體開始腐蝕，鋅的腐蝕產(chǎn)物抑制腐蝕過程；鋼基體發(fā)生快速腐蝕。

    碳鋼表面鍍鋅層具有優(yōu)良的耐大氣腐蝕性，若鍍鋅鋼的鍍層為純鋅則其腐蝕過程與鋅的大氣腐蝕過程沒有區(qū)別，只有在鋅層遭到外力破損時(shí)，鍍鋅層與鋼基體發(fā)生電偶腐蝕的過程與鋅自身的大氣腐蝕過程存在一定的區(qū)別。

    鋅在不同典型大氣環(huán)境中存在不同的腐蝕過程。

    （1）在濕潤(rùn)的大氣環(huán)境下發(fā)生大氣腐蝕主要受CO2、SO2 和 Cl-等污染物的影響。

    （2）在無污染的鄉(xiāng)村大氣環(huán)境下，鍍鋅層在O2和CO2 的作用下生成ZnO和 Zn5（CO3）2（OH） 6。

    （3）在工業(yè)大氣環(huán)境下，主要的腐蝕性氣體為SO2，鍍鋅層與其反應(yīng)生成的腐蝕產(chǎn)物主要是Zn4SO4（OH）6·4H2O和Zn4Cl2（OH） 4SO4·5H2O。

    （4）在海洋性大氣環(huán)境下，富含Cl-的海鹽粒子沉積在鍍鋅層表面，生成的主要腐蝕產(chǎn)物為Zn5（CO3）2（OH）6、Zn5（OH） 8Cl2·H2O和NaZn4Cl（ OH） 6SO4·6H2O，海洋環(huán)境下腐蝕初期以點(diǎn)蝕為主，逐漸發(fā)展到全面腐蝕，整個(gè)腐蝕過程，陽(yáng)極反應(yīng)以鋅的溶解為主，陰極反應(yīng)由氧氣的擴(kuò)散速率決定。

    鍍鋅層大氣腐蝕機(jī)理：鍍鋅鋼在不同的使用環(huán)境中，由于其表面的吸附作用，鍍鋅層上會(huì)形成一層液膜（在大氣介質(zhì)中為一層20～30分子厚的濕氣膜），當(dāng)液膜中有水溶性的鹽類或溶入的腐蝕性氣體時(shí)，鍍鋅層發(fā)生腐蝕。鍍鋅鋼在服役中，鍍鋅層首先與環(huán)境接觸發(fā)生電化學(xué)腐蝕，可以給鋼基體提供陰極保護(hù)。在鍍層腐蝕破壞后，其不溶性的腐蝕產(chǎn)物也可以吸附在基體表面，抑制鋼鐵的腐蝕。鍍鋅層在大氣環(huán)境中的腐蝕本質(zhì)是鋅在薄液膜下的電化學(xué)腐蝕過程。鋅可以很快地與環(huán)境中的氧氣、水汽及其它物質(zhì)反應(yīng)生成各種堿式鹽覆蓋在基體表面，對(duì)基體的進(jìn)一步腐蝕起到一定的抑制作用。