一種桿塔金屬鍍層腐蝕剩余壽命評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種桿塔金屬鍍層腐蝕剩余壽命的評估方法，屬于桿塔金屬鍍層安全 監(jiān)測、維護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，關(guān)于金屬鍍層腐蝕壽命評估的方法主要包括:通用值法、地圖法、建模法等。 采用這些方法進行金屬鍍層腐蝕剩余壽命評估，除需要大量的腐蝕數(shù)據(jù)積累之外，由于地 區(qū)環(huán)境的差異、以及環(huán)境隨時間的變化，對金屬鍍層進行剩余壽命評估存在準確度低、受地 域限制等問題?，F(xiàn)場暴露試驗雖然對材料腐蝕壽命評估有效，但周期太長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種方便、快捷、準確的在役桿塔金屬鍍層剩余壽命評估 方法，解決現(xiàn)有桿塔金屬鍍層腐蝕剩余壽命評估受地域限制、準確性差的問題。
[0004] 技術(shù)方案 一種桿塔金屬鍍層腐蝕剩余壽命的評估方法，包括以下步驟： 獲得在役桿塔金屬鍍層實際運行年限Ti; 對需要評估的在役桿塔金屬鍍層試樣及與在役桿塔同類型的全新金屬鍍層試樣進行 同類型加速腐蝕試驗，分別獲得腐蝕失效所需時間thto; 根據(jù)公式T = 計算在役桿塔金屬鍍層剩余壽命T; 所述腐蝕失效是指根據(jù)GB/T 6461-2002銹蝕等級達到3級以下。
[0005] 所述實際運行年限，是指全新金屬鍍層從投入運行到進行加速腐蝕試驗的時間 段。
[0006] 其中，所述加速腐蝕試驗的類型根據(jù)在役桿塔所處地理位置進行確定:在役桿塔 距離海岸線小于等于5千米，加速試驗的類型為中性鹽霧試驗;在役桿塔距離海岸線大于5 千米，加速試驗的類型為多因素耦合加速腐蝕試驗。
[0007] 所述中性鹽霧試驗按照《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》GB/T 10125進行。所述多 因素耦合加速腐蝕實驗：由溫濕度試驗、氙燈老化試驗、噴淋試驗、微量混合氣體控制試驗 五部分組成;按照《環(huán)境試驗大氣腐蝕加速試驗的通用導(dǎo)則》GB/T2424.10-2012進行。進行 多因素耦合加速腐蝕試驗時，當在役桿塔所處大氣環(huán)境的S0 2含量大于等于lmg/m3時，多因 素耦合加速腐蝕試驗設(shè)計應(yīng)考慮微量腐蝕性氣體的影響，加速比（加速腐蝕試驗中所通S〇2 的濃度)應(yīng)為大氣環(huán)境中S0 2濃度的5-100倍。
[0008] 本發(fā)明通過分別對全新金屬鍍層試樣和在役桿塔金屬鍍層試樣進行加速腐蝕實 驗，然后對比全新金屬鍍層試樣和在役桿塔金屬鍍層試樣的腐蝕失效所需時間，從而實現(xiàn) 了在役桿塔金屬鍍層剩余壽命評估。由于采用加速腐蝕試驗，試驗時間大幅度縮短，顯著降 低了評估周期。
[0009] 作為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是:影響金屬鍍層腐蝕程度的關(guān)鍵因素包括溫濕度、 日照時間、s〇2含量、cr含量等。但是，上述各因素對金屬鍍層腐蝕程度的影響程度并不相 同。本發(fā)明通過研究實驗發(fā)現(xiàn):位于沿海地區(qū)的桿塔，cr含量對腐蝕程度的影響程度要高 于溫濕度、日照時間、s〇2含量因素對腐蝕程度的影響；而位于非沿海地區(qū)的桿塔，s〇 2含量對 腐蝕的影響程度高于溫濕度、日照時間、cr含量因素對腐蝕程度的影響。即，位于不同地理 位置的桿塔，采用不同因素主導(dǎo)的加速試驗類型，所獲得的腐蝕失效所需時間不同，進而導(dǎo) 致評價結(jié)果不同。因此，本發(fā)明首次將桿塔的地理位置作為采用不同類型加速腐蝕實驗的 依據(jù);所得試驗結(jié)果能準確反映腐蝕失效所需時間，進而使得評價結(jié)果能與桿塔的真實壽 命相符。也就說，本發(fā)明通過合理選擇加速腐蝕試驗類型，使評價結(jié)果具備了真實性、穩(wěn)定 性。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是： 與現(xiàn)有評估技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:基于在役桿塔腐蝕環(huán)境，設(shè)計加速腐蝕實 驗，以在役桿塔金屬鍍層實際運行時間作為輸入，通過剩余壽命評估算法對在役桿塔金屬 鍍層剩余壽命進行評估，能在短時間內(nèi)得到較準確的評估結(jié)果。
【附圖說明】
[0011] 圖1在役桿塔剩余壽命評估流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，給出的實施例僅為了闡明本發(fā)明， 而不是為了限制本發(fā)明的范圍。
[0013] 實施例1 步驟一:收集資料 于2013年7月收集被評估桿塔(某220kV桿塔)原始資料和運行檢修資料。通過分析收集 的資料，確定該桿塔防腐涂層為鍍鋅層，投運時間為2007年7月。截至2013年7月，鍍層實際 運行時間!^為72個月。
[0014] 步驟二:根據(jù)桿塔與海岸線之間的距離，確定加速腐蝕實驗的類型 被評估桿塔不在沿海地區(qū)，距離海岸線大于5000米，因此選擇多因素耦合加速腐蝕試 驗，分別測量與在役桿塔金屬鍍層同類型的全新金屬鍍層試樣和在役桿塔金屬鍍層試樣的 腐蝕失效所需時間to、ti。通過收集分析氣象資料，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)空氣S〇2含量較高，S〇2濃度約 為6mg/m 3(大于等于lmg/m3)。實驗參數(shù)設(shè)置為4小時氙燈輻照（輻照參數(shù)為600w/m2)，4小時 無氙燈輻照循環(huán)，氙燈輻照時溫度設(shè)為60°C，相對濕度為40%，無輻照時溫度設(shè)為60°C，相對 濕度80%。試驗中通S〇2氣體，濃度為120ppb。實驗結(jié)果為:全新鍍層試樣達到腐蝕失效的加 速腐蝕試驗時間to為1440小時，在役桿塔金屬鍍層試樣腐蝕失效所需的加速腐蝕時間ti為 720小時。所述腐蝕失效是指根據(jù)GB/T 6461-2002銹蝕等級達到3級(及以下）。
[0015] 步驟三：通過在役桿塔剩余壽命評估公式，計算在役桿塔金屬鍍層剩余壽命T ; τ:::: ?τΛ;計算結(jié)果為T=72個月，即6年。
[0016] 實施例2 于2015年7月，對實施例1的在役桿塔(鍍層實際運行時間1\為96個月）在同一位置重新 取樣，進行多因素耦合加速腐蝕試驗分別測量全新金屬鍍層試樣和在役桿塔金屬鍍層試樣 的腐蝕失效所需時間toUi。實驗參數(shù)設(shè)置同實施例1。實驗結(jié)果為:全新鍍層試樣達到腐蝕 失效的加速腐蝕試驗時間to為1440小時，在役桿塔金屬鍍層試樣腐蝕失效所需的加速腐蝕 時間。為480小時。所述腐蝕失效是指根據(jù)GB/T 6461-2002銹蝕等級達到3以下(包括3級）。
[0017] 通過在役桿塔剩余壽命評估公式，計算在役桿塔金屬鍍層剩余壽命T;1' = P十η ;計算結(jié)果為τ=48個月，即4年。與實施例1的評估結(jié)果一致。
[0018] 實施例3 步驟一:收集資料 于2013年6月收集被評估桿塔(某220kV桿塔)原始資料和運行檢修資料。通過分析收集 的資料，確定該桿塔防腐涂層為鍍鋅層，投運時間為2008年6月，鍍層實際運行時間hSeo 個月。
[0019] 步驟二:根據(jù)桿塔與海岸線之間的距離，確定加速腐蝕實驗的類型 被評估桿塔距離海岸線2.5千米，小于5000米，因此選擇中性鹽霧試驗分別測量全新金 屬鍍層試樣和在役桿塔金屬鍍層試樣的腐蝕失效所需時間to、^。實驗參數(shù)設(shè)置參照《人造 氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》GB/T 10125。實驗結(jié)果為:全新鍍層試樣達到腐蝕失效的加速腐 蝕試驗時間to為400小時，在役桿塔金屬鍍層試樣腐蝕失效所需的加速腐蝕時間ti為150小 時。所述腐蝕失效是指根據(jù)GB/T 6461-2002銹蝕等級達到3級以下(包括3級）。
[0020] 步驟三：通過在役桿塔剩余壽命評估公式，計算在役桿塔金屬鍍層剩余壽命T ; 計算結(jié)果為T=36個月，即3年。
[0021 ] 實施例4 于2015年6月，對實施例3的在役桿塔(鍍層實際運行時間1\為84個月）在同一位置重新 取樣，進行中性鹽霧試驗分別測量全新金屬鍍層試樣和在役桿塔金屬鍍層試樣的腐蝕失效 所需時間to、^。實驗參數(shù)設(shè)置同實施例3。實驗結(jié)果為:全新鍍層試樣達到腐蝕失效的加速 腐蝕試驗時間to為400小時，在役桿塔金屬鍍層試樣腐蝕失效所需的加速腐蝕時間ti為50小 時。所述腐蝕失效是指根據(jù)GB/T 6461-2002銹蝕等級達到3以下(包括3級）。
[0022]通過在役桿塔剩余壽命評估公式，計算在役桿塔金屬鍍層剩余壽命 ;計算結(jié)果為Τ=12個月，即1年。與實施例3的評估結(jié)果一致。
【主權(quán)項】
1. 一種桿塔金屬鍛層腐蝕剩余壽命的評估方法，其特征在于，包括W下步驟： (1) 獲得在役桿塔金屬鍛層實際運行年限Τι; (2) 對需要評估的在役桿塔金屬鍛層試樣及與在役桿塔同類型的全新金屬鍛層試樣進 行同類型加速腐蝕試驗，分別獲得腐蝕失效所需時間ti、to; (3) 根據(jù)公式計算在役桿塔金屬鍛層剩余壽命T; 所述腐蝕失效是指根據(jù)GB/T 6461-2002誘蝕等級達到3級W下。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，所述實際運行年限，是指全新金屬鍛 層從投入運行到進行加速腐蝕試驗的時間段。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的評估方法，其特征在于，所述加速腐蝕試驗的類型根據(jù)在 役桿塔所處地理位置進行確定:在役桿塔距離海岸線小于等于5千米，加速試驗的類型為中 性鹽霧試驗；在役桿塔距離海岸線大于5千米，加速試驗的類型為多因素禪合加速腐蝕試 驗。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的評估方法，其特征在于，所述中性鹽霧試驗按照《人造氣氛腐 蝕試驗鹽霧試驗》GB/T 10125進行。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的評估方法，其特征在于，所述多因素禪合加速腐蝕實驗：由溫 濕度試驗、氣燈老化試驗、噴淋試驗、微量混合氣體控制試驗五部分組成。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的評估方法，其特征在于，所述多因素禪合加速腐蝕試驗按照 《環(huán)境試驗大氣腐蝕加速試驗的通用導(dǎo)則》GB/T2424.10-2012進行。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的評估方法，其特征在于，進行多因素禪合加速腐蝕試驗時，當 在役桿塔所處大氣環(huán)境的S〇2含量大于等于Img/m3時，加速腐蝕試驗中所通S〇2的濃度應(yīng)為 大氣環(huán)境中S〇2濃度的5-100倍。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種桿塔金屬鍍層腐蝕剩余壽命的評估方法，屬于桿塔金屬鍍層安全監(jiān)測、維護技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的評估方法包括：獲得在役桿塔金屬鍍層實際運行年限T1；對需要評估的在役桿塔金屬鍍層試樣及與在役桿塔同類型的全新金屬鍍層試樣進行同類型加速腐蝕試驗，分別獲得腐蝕失效所需時間t1、t0；根據(jù)公式？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？計算在役桿塔金屬鍍層剩余壽命T。本發(fā)明通過分別對全新金屬鍍層試樣和在役桿塔金屬鍍層試樣進行加速腐蝕實驗，然后對比全新金屬鍍層試樣和在役桿塔金屬鍍層試樣的腐蝕失效所需時間，從而實現(xiàn)了在役桿塔金屬鍍層剩余壽命評估。由于采用加速腐蝕試驗，試驗時間大幅度縮短，顯著降低了評估周期。
【IPC分類】G01N17/00
【公開號】CN105547972
【申請?zhí)枴緾N201510892453
【發(fā)明人】李辛庚, 閆風潔, 岳增武, 李華東, 許乃媛, 王學剛, 王曉明, 樊志彬, 郭凱
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月8日