CN103441341A - 不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置及制备方法 - Google Patents

不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置及制备方法 Download PDF

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State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置及制备方法，所述接地装置是由优质碳素钢芯体和沿芯体长度方向包覆在芯体外围的不锈钢包覆层组成的双层结构。芯体优质碳素钢中含有：P、S均≤0.035%；C：0.05%～0.39%；Si：≤0.37%；Mn：0.25%～1%；Cr：0.15%～0.25%；不锈钢包覆层中含有：Cr：18%～24%；Ni：10%～22%；C：0.1%～0.15%。该发明装置耐酸碱腐蚀性能好、耐热性以及机械加工特性能得到明显提高。

Description

不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置及制备方法
技术领域
本发明涉及一种接地装置，具体是一种不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置及制备方法。
背景技术
多年来，我国由于接地问题引起的电力系统事故时有发生。我国原有接地装置大都采用镀锌工艺对钢材进行防腐。镀锌钢接地材料存在运行周期较短、防腐性能不强、施工工艺不完善、通流性能不高的缺陷。国外发达国家，如美国、日本等国普遍使用铜质接地网，我国电力系统也采用铜质接地网，其主要原因是铜质材料（含铜层厚度不小于0.8mm的铜覆钢）耐腐蚀性能好，使用寿命长。但是，现有铜质（含铜层厚度不小于0.8mm的铜覆钢）接地材料在实际使用中渐渐暴露出来的一系列隐患和缺陷。
任何金属材料都有其固有的电极电势，一般用电极电势Eq低的金属做牺牲阳极，保护阴极上电极电势高的金属，形成腐蚀电池，腐蚀阳极上金属，保护阴极上金属。锌的电极电势Eq＝-0.7618V、铁的电极电势Eq＝-0.447V、铜的电极电势Eq＝0.3417V，锌的电极电势比铁低，比铜更低，因而锌可作牺牲阳极保护铁和钢。如果用铜作接地网材料，而接地网附近有很多混凝土和钢构件及地下电缆管道等，这些钢材电极电势比铜低很多，结果形成铁为阳极，铜为阴极的腐蚀电池，其腐蚀电压为0.75v，更加上构架上母线泄漏电流，经钢材流入地下铜接地网，又形成电解腐蚀。这时钢构架成为牺牲阳极,铜接地网成为被保护阴极，因而加速构架钢材和混凝土内钢筋及地下管道电缆的腐蚀，这就成为变电站的事故隐患。除此之外，铜质、铜覆钢（铜层厚度不小于0.8mm）仅在碱性土壤中防腐蚀性能比铁好，铜在酸性土中防腐蚀性能比铁差，盲目使用将带来危害；制作铜覆钢接地材料对环境污染十分严重且大量铜材埋在地下，对水资源、土壤均会造成严重污染。
由上可知，现有的铜覆钢接地装置无法克服在酸性或者中性土壤中易被腐蚀的特性而且也无法克服腐蚀邻近钢筋、电力站的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置及制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置，包括芯体和包覆层，包覆层沿长度方向包覆在芯体外周，所述芯体为优质碳素钢芯体，所述包覆层为不锈钢包覆层；以质量百分比计，优质碳素钢芯体包括：P、S均≤0.035%、C：0.05%～0.39%、Si：≤0.37%、Mn：0.25%～1%、Cr：0.15%～0.25%、其余为铁；不锈钢包覆层包括：Cr：18%～24%、Ni：10%～22%、C：0.1%～0.15%、其余为铁。
优选的，以质量百分比计，优质碳素钢芯体包括：P=0.03%、S=0.03%、C=0.2%、Si=0.3%、Mn=0.5%、Cr=0.25%、其余为铁；不锈钢包覆层包括：Cr=24%、Ni=20%、C=0.15%、其余为铁。
所述不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的截面为圆形，直径为0.5cm～1.3cm。
所述不锈钢包覆层的厚度为0.1～0.5cm。
一种制备不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的方法，不锈钢包覆层是通过挤压固相结合工艺包覆到优质碳素钢芯体外围，具体包括以下步骤：
步骤1、将清洗后的不锈钢包覆层加热；加热温度为800℃～1100℃，优选1000℃；
步骤2、清洗优质碳素钢芯体外表面，将清洗后的优质碳素钢芯体在保护气氛下通过感应加热方式加热；加热温度为：700℃～1000℃，优选900℃。
步骤3、预热后的优质碳素钢芯体和不锈钢包覆层一同进入充满抑制钢铁表面氧化的气体保护室，通过挤压使不锈钢包覆层和优质碳素钢芯体产生固相结合，不锈钢包覆层围绕优质碳素钢芯体包覆成型。
本发明与现有技术相比，其显著优点：不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置电阻率低，耐酸碱腐蚀性能好、耐热性以及机械加工特性能得到明显提高；而且其制备方法简单易行。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的结构示意图。
图2为不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
本发明的一种不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置，包括芯体和包覆层，包覆层沿长度方向包覆在芯体外周，所述芯体为优质碳素钢芯体，所述包覆层为不锈钢包覆层；以质量百分比计，优质碳素钢芯体包括：P、S均≤0.035%、C：0.05%～0.39%、Si：≤0.37%、Mn：0.25%～1%、Cr：0.15%～0.25%、其余为铁；不锈钢包覆层包括：Cr：18%～24%、Ni：10%～22%、C：0.1%～0.15%、其余为铁。
优选的，以质量百分比计，优质碳素钢芯体包括：P=0.03%、S=0.03%、C=0.2%、Si=0.3%、Mn=0.5%、Cr=0.25%、其余为铁；不锈钢包覆层包括：Cr=24%、Ni=20%、C=0.15%、其余为铁。
所述不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的截面为圆形，直径为0.5cm～1.3cm。
所述不锈钢包覆层的厚度为0.1～0.5cm。
所述的制备不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的方法，不锈钢包覆层是通过挤压固相结合工艺包覆到优质碳素钢芯体外围，具体包括以下步骤：
步骤1、将清洗后的不锈钢包覆层加热；加热温度为800℃～1100℃，优选1000℃；
步骤2、清洗优质碳素钢芯体外表面，将清洗后的优质碳素钢芯体在保护气氛下通过感应加热方式加热；加热温度为：700℃～1000℃，优选900℃。
步骤3、预热后的优质碳素钢芯体和不锈钢包覆层一同进入充满抑制钢铁表面氧化的气体保护室，通过挤压使不锈钢包覆层和优质碳素钢芯体产生固相结合，不锈钢包覆层围绕优质碳素钢芯体包覆成型。
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：
实施例1
一种不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置，包括芯体和包覆层，包覆层沿长度方向包覆在芯体外周，所述芯体为优质碳素钢芯体，所述包覆层为不锈钢包覆层；以质量百分比计，优质碳素钢芯体包括：P=0.03%、S=0.035%、C=0.05%、Si=0.37%、Mn=0.25%、Cr=0.15%、其余为铁；不锈钢包覆层包括：Cr=18%、Ni=10%、C=0.1%、其余为铁。
所述不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的截面为圆形，直径为0.5cm。
所述不锈钢包覆层的厚度为0.1cm。
一种制备不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的方法，不锈钢包覆层是通过挤压固相结合工艺包覆到优质碳素钢芯体外围，具体包括以下步骤：
步骤1、将清洗后的不锈钢包覆层加热，加热温度为800℃；
步骤2、清洗优质碳素钢芯体外表面，将清洗后的优质碳素钢芯体在保护气氛下通过感应加热方式加热，加热温度为700℃。
步骤3、预热后的优质碳素钢芯体和不锈钢包覆层一同进入充满抑制钢铁表面氧化的气体保护室，通过挤压使不锈钢包覆层和优质碳素钢芯体产生固相结合，不锈钢包覆层围绕优质碳素钢芯体包覆成型。
不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置韧性强，拉伸性能好不易断，无磁，电阻率低，制备成本低于铜覆钢。
实施例2
一种不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置，包括芯体和包覆层，包覆层沿长度方向包覆在芯体外周，所述芯体为优质碳素钢芯体，所述包覆层为不锈钢包覆层；以质量百分比计，优质碳素钢芯体包括：P=0.035%、S=0.035%、C=0.22%、Si=0.37%、Mn=0.6%、Cr=0.2%、其余为铁；不锈钢包覆层包括：Cr=22%、Ni=17%、C=0.15%、其余为铁。
所述不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的截面为圆形，直径为0.9cm。
所述不锈钢包覆层的厚度为0.3cm。
一种制备不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的方法，不锈钢包覆层是通过挤压固相结合工艺包覆到优质碳素钢芯体外围，具体包括以下步骤：
步骤1、将清洗后的不锈钢包覆层加热，加热温度为900℃；
步骤2、清洗优质碳素钢芯体外表面，将清洗后的优质碳素钢芯体在保护气氛下通过感应加热方式加热，加热温度为850℃。
步骤3、预热后的优质碳素钢芯体和不锈钢包覆层一同进入充满抑制钢铁表面氧化的气体保护室，通过挤压使不锈钢包覆层和优质碳素钢芯体产生固相结合，不锈钢包覆层围绕优质碳素钢芯体包覆成型。
不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置韧性强，电阻率低，耐酸碱腐蚀性能最佳、耐热性好，易于加工，非常适用于沿海地区的电力设备。
实施例3
一种不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置，包括芯体和包覆层，包覆层沿长度方向包覆在芯体外周，所述芯体为优质碳素钢芯体，所述包覆层为不锈钢包覆层；以质量百分比计，优质碳素钢芯体包括：P=0.035%、S=0.035%、C=39%、Si=0.37%、Mn=1%、Cr=0.25%、其余为铁；不锈钢包覆层包括：Cr=24%、Ni=22%、C=0.15%、其余为铁。
所述不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的截面为圆形，直径为1.3cm。
所述不锈钢包覆层的厚度为0.5cm。
一种制备不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的方法，不锈钢包覆层是通过挤压固相结合工艺包覆到优质碳素钢芯体外围，具体包括以下步骤：
步骤1、将清洗后的不锈钢包覆层加热，加热温度为1100℃；
步骤2、清洗优质碳素钢芯体外表面，将清洗后的优质碳素钢芯体在保护气氛下通过感应加热方式加热，加热温度为1000℃。
步骤3、预热后的优质碳素钢芯体和不锈钢包覆层一同进入充满抑制钢铁表面氧化的气体保护室，通过挤压使不锈钢包覆层和优质碳素钢芯体产生固相结合，不锈钢包覆层围绕优质碳素钢芯体包覆成型。
不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置强度高，韧性强，负载能力强，电阻率低，耐酸碱腐蚀耐热性能好，非常适用于大型电力装置。

Claims (7)

1.一种不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置，其特征在于，包括芯体和包覆层，包覆层沿长度方向包覆在芯体外周，所述芯体为优质碳素钢芯体，所述包覆层为不锈钢包覆层；以质量百分比计，优质碳素钢芯体包括：P、S均≤0.035%、C：0.05%～0.39%、Si：≤0.37%、Mn：0.25%～1%、Cr：0.15%～0.25%、其余为铁；不锈钢包覆层包括：Cr：18%～24%、Ni：10%～22%、C：0.1%～0.15%、其余为铁。
2.根据权利要求1所述的不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置，其特征在于，以质量百分比计，优质碳素钢芯体包括：P=0.03%、S=0.03%、C=0.2%、Si=0.3%、Mn=0.5%、Cr=0.25%、其余为铁；不锈钢包覆层包括：Cr=24%、Ni=20%、C=0.15%、其余为铁。
3.根据权利要求1所述的不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置，其特征在于，该不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的截面为圆形，直径为0.5cm～1.3cm。
4.根据权利要求1所述的不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置，其特征在于，不锈钢包覆层的厚度为0.1～0.5cm。
5.一种制备权利要求1所述不锈钢包覆优质碳素钢耐腐蚀材料的接地装置的方法，其特征在于，不锈钢包覆层是通过挤压固相结合工艺包覆到优质碳素钢芯体外围，具体包括以下步骤：
步骤1、将清洗后的不锈钢包覆层加热；
步骤2、清洗优质碳素钢芯体外表面，将清洗后的优质碳素钢芯体在保护气氛下通过感应加热方式加热；
步骤3、预热后的优质碳素钢芯体和不锈钢包覆层一同进入充满抑制钢铁表面氧化的气体保护室，通过挤压使不锈钢包覆层和优质碳素钢芯体产生固相结合，不锈钢包覆层围绕优质碳素钢芯体包覆成型。
6.根据权利要求5所述制备接地装置的方法，其特征在于，步骤1中加热温度为800℃～1100℃，步骤2中的加热温度为：700℃～1000℃。
7.根据权利要求6所述制备接地装置的方法，其特征在于，步骤1中加热温度为1000℃，步骤2中的加热温度为：900℃。
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