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    1. 鍍鋅鋼芯線|加強型導線-架空輸電線中常見鋼芯鋁絞線的腐蝕過程剖析-河北環亞線纜有限公司

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      架空輸電線中常見鋼芯鋁絞線的腐蝕過程剖析

      來源:http://www.pmi-eu.com 發布時間:2017/8/7 8:25:51

      鋼芯鋁絞線是單層或多層鋁單絲線絞合在鍍鋅鋼芯線外的加強型導線,廣泛應用于電網輸變電工程。在河北某輸電施工現場發現,未架空的新鋼芯鋁絞線出現了嚴重腐蝕。該鋼芯鋁絞線運抵輸電工程材料站后露天存放,存放時間為7個月。為此,筆者針對鋼芯鋁絞線進行了理化檢驗,以分析腐蝕機理和原因,提出改進建議。

      1和圖2 為鋼芯鋁絞線不同位置的宏觀形貌。通過觀察發現,鋼芯鋁絞線的腐蝕點斷續存在,腐蝕嚴重處在鋁線單絲橫截面上經形成過半腐蝕,腐蝕產物初期呈白色膠狀,經自然風干后呈現灰白色,并附著在導線單絲表面,顯著區別于未發生腐蝕的銀白色鋁線。

      從樣品中截取一段表面光滑未腐蝕的鋁絞線作為化學成分測試的試樣,測試前需將鋁絞線表面的氧化膜用細砂紙(800目)磨去,然后用酒精清洗,進行鋁線中雜質含量的測定。

      采用化學滴定法 測試了試樣 各種元素的含量,經過計算得到鋁的含量大于99.73%(質量分數),化學成分滿足GB/T3190-2008中對1060純鋁的要求。

       


       


      截取導線單絲腐蝕較嚴重的部位,對其表面進行觀察。單絲試樣形貌如圖3所示,對圖中3個區域(ABC)進行表面形貌觀察。結果發現A 處的腐蝕程度較輕,表面較平滑,無明顯的腐蝕坑,但已有一定量的腐蝕產物;B處腐蝕較嚴重,有明顯的腐蝕坑;C處腐蝕_為嚴重,一半基體已經被腐蝕掉,留有縱向腐蝕坑。


      對腐蝕導線的表面進行能譜分析,發現存在大量的氧元素、較多量的硫元素和微量的氯元素,能譜分析結果如圖4所示。對白色腐蝕產物進行能譜分析,發現富含氧、硫和鋁元素,結果如圖8a所示;對黑色基底物質進行能譜分析,發現其中硫含量較低,結果如圖8b所示。能譜分析結果如表2所示。

       


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      化學成分分析結果可知,該鋁絞線的化學成分符合標準對1060純鋁的要求,雜質元素含量滿足標準要求。另外,純鋁在空氣中會形成Al2O3致密保護膜,阻止鋁基體被腐蝕。該鋁絞線_外層由聚氯乙烯塑料布包裹,雨水由線軸邊緣和縫滲入。在陽光暴曬下,浸入的雨水在塑料包裹形成的相對784封閉的空間內無法自由溢出,在線纜表面凝聚成水膜,尤其在工業大氣環境中,含硫化合物在水膜中以硫酸鹽或者亞硫酸鹽形式存在,促進氧化鋁膜的破損,形成鋁絞線的嚴重腐蝕。腐蝕機理如下:


      通過掃描電鏡觀察發現,鋁基體中彌散分布著_相粒子,通過能譜分析表明其為FeAl3_相粒子。FeAl3與鋁的電極電位不同,FeAl3的電極電位為-0.39~-0.58V,而鋁的電極電位為-0.80V,兩者的電極電位差為0.4V。當在一定含量的硫酸鹽電解質溶液中,兩者即形成了原電池,基體鋁將作為陽極極易失去電子。在氧化物破損后,鋁金屬就會發生電化學腐蝕。

      1)環境中存在的含硫化合物溶解在雨水中形成硫酸鹽或者亞硫酸鹽,在相對封閉的環境中,水蒸氣在鋁絞線表面形成水膜,破壞了其表面氧化膜。

      2)鋁金屬中存在_相粒子FeAl3與鋁金屬形成腐蝕原電池,在含硫酸鹽水膜的作用下,鋁絞線發生快速腐蝕失效。

      建議與措施

      1)鋁桿在軋制時,應盡量降低其中鐵元素的含量,提高自身的耐腐蝕性能。

      2)鋁導線在運輸時應保持干燥,并用塑料薄膜包裹,避免淋雨或受潮。

      3)鋁導線應在干燥通風處貯存,一旦發現淋雨或受潮,應立即采取通風晾曬等措施促進水氣蒸發。

      4)對于在工業大氣環境中使用的導線,可涂抹防腐蝕涂料,避免酸雨腐蝕。

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