CN105547972A - 一种杆塔金属镀层腐蚀剩余寿命评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种杆塔金属镀层腐蚀剩余寿命的评估方法，属于杆塔金属镀层安全监测、维护技术领域。本发明的评估方法包括：获得在役杆塔金属镀层实际运行年限T1；对需要评估的在役杆塔金属镀层试样及与在役杆塔同类型的全新金属镀层试样进行同类型加速腐蚀试验，分别获得腐蚀失效所需时间t1、t0；根据公式计算在役杆塔金属镀层剩余寿命T。本发明通过分别对全新金属镀层试样和在役杆塔金属镀层试样进行加速腐蚀实验，然后对比全新金属镀层试样和在役杆塔金属镀层试样的腐蚀失效所需时间，从而实现了在役杆塔金属镀层剩余寿命评估。由于采用加速腐蚀试验，试验时间大幅度缩短，显著降低了评估周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种杆塔金属镀层腐蚀剩余寿命的评估方法，属于杆塔金属镀层安全监测、维护技术领域。
背景技术
目前，关于金属镀层腐蚀寿命评估的方法主要包括：通用值法、地图法、建模法等。采用这些方法进行金属镀层腐蚀剩余寿命评估，除需要大量的腐蚀数据积累之外，由于地区环境的差异、以及环境随时间的变化，对金属镀层进行剩余寿命评估存在准确度低、受地域限制等问题。现场暴露试验虽然对材料腐蚀寿命评估有效，但周期太长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方便、快捷、准确的在役杆塔金属镀层剩余寿命评估方法，解决现有杆塔金属镀层腐蚀剩余寿命评估受地域限制、准确性差的问题。
技术方案
一种杆塔金属镀层腐蚀剩余寿命的评估方法，包括以下步骤：
获得在役杆塔金属镀层实际运行年限T1；
对需要评估的在役杆塔金属镀层试样及与在役杆塔同类型的全新金属镀层试样进行同类型加速腐蚀试验，分别获得腐蚀失效所需时间t1、t0；
根据公式计算在役杆塔金属镀层剩余寿命T；
所述腐蚀失效是指根据GB/T6461-2002锈蚀等级达到3级以下。
所述实际运行年限，是指全新金属镀层从投入运行到进行加速腐蚀试验的时间段。
其中，所述加速腐蚀试验的类型根据在役杆塔所处地理位置进行确定：在役杆塔距离海岸线小于等于5千米，加速试验的类型为中性盐雾试验；在役杆塔距离海岸线大于5千米，加速试验的类型为多因素耦合加速腐蚀试验。
所述中性盐雾试验按照《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》GB/T10125进行。所述多因素耦合加速腐蚀实验：由温湿度试验、氙灯老化试验、喷淋试验、微量混合气体控制试验五部分组成；按照《环境试验大气腐蚀加速试验的通用导则》GB/T2424.10-2012进行。进行多因素耦合加速腐蚀试验时，当在役杆塔所处大气环境的SO2含量大于等于1mg/m3时，多因素耦合加速腐蚀试验设计应考虑微量腐蚀性气体的影响，加速比（加速腐蚀试验中所通SO2的浓度）应为大气环境中SO2浓度的5-100倍。
本发明通过分别对全新金属镀层试样和在役杆塔金属镀层试样进行加速腐蚀实验，然后对比全新金属镀层试样和在役杆塔金属镀层试样的腐蚀失效所需时间，从而实现了在役杆塔金属镀层剩余寿命评估。由于采用加速腐蚀试验，试验时间大幅度缩短，显著降低了评估周期。
作为本领域技术人员公知的是：影响金属镀层腐蚀程度的关键因素包括温湿度、日照时间、SO2含量、Cl-含量等。但是，上述各因素对金属镀层腐蚀程度的影响程度并不相同。本发明通过研究实验发现：位于沿海地区的杆塔，Cl-含量对腐蚀程度的影响程度要高于温湿度、日照时间、SO2含量因素对腐蚀程度的影响；而位于非沿海地区的杆塔，SO2含量对腐蚀的影响程度高于温湿度、日照时间、Cl-含量因素对腐蚀程度的影响。即，位于不同地理位置的杆塔，采用不同因素主导的加速试验类型，所获得的腐蚀失效所需时间不同，进而导致评价结果不同。因此，本发明首次将杆塔的地理位置作为采用不同类型加速腐蚀实验的依据；所得试验结果能准确反映腐蚀失效所需时间，进而使得评价结果能与杆塔的真实寿命相符。也就说，本发明通过合理选择加速腐蚀试验类型，使评价结果具备了真实性、稳定性。
本发明的有益效果是：
与现有评估技术相比，本发明具有以下优点：基于在役杆塔腐蚀环境，设计加速腐蚀实验，以在役杆塔金属镀层实际运行时间作为输入，通过剩余寿命评估算法对在役杆塔金属镀层剩余寿命进行评估，能在短时间内得到较准确的评估结果。
附图说明
图1在役杆塔剩余寿命评估流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
实施例1
步骤一：收集资料
于2013年7月收集被评估杆塔（某220kV杆塔）原始资料和运行检修资料。通过分析收集的资料，确定该杆塔防腐涂层为镀锌层，投运时间为2007年7月。截至2013年7月，镀层实际运行时间T1为72个月。
步骤二：根据杆塔与海岸线之间的距离，确定加速腐蚀实验的类型
被评估杆塔不在沿海地区，距离海岸线大于5000米，因此选择多因素耦合加速腐蚀试验，分别测量与在役杆塔金属镀层同类型的全新金属镀层试样和在役杆塔金属镀层试样的腐蚀失效所需时间t0、t1。通过收集分析气象资料，发现该地区空气SO2含量较高，SO2浓度约为6mg/m3（大于等于1mg/m3）。实验参数设置为4小时氙灯辐照（辐照参数为600w/m2）,4小时无氙灯辐照循环，氙灯辐照时温度设为60℃，相对湿度为40%，无辐照时温度设为60℃，相对湿度80%。试验中通SO2气体，浓度为120ppb。实验结果为：全新镀层试样达到腐蚀失效的加速腐蚀试验时间t0为1440小时，在役杆塔金属镀层试样腐蚀失效所需的加速腐蚀时间t1为720小时。所述腐蚀失效是指根据GB/T6461-2002锈蚀等级达到3级（及以下）。
步骤三：通过在伇杆塔剩余寿命评估公式，计算在伇杆塔金属镀层剩余寿命T；；计算结果为T=72个月，即6年。
实施例2
于2015年7月，对实施例1的在伇杆塔（镀层实际运行时间T1为96个月）在同一位置重新取样，进行多因素耦合加速腐蚀试验分别测量全新金属镀层试样和在役杆塔金属镀层试样的腐蚀失效所需时间t0、t1。实验参数设置同实施例1。实验结果为：全新镀层试样达到腐蚀失效的加速腐蚀试验时间t0为1440小时，在役杆塔金属镀层试样腐蚀失效所需的加速腐蚀时间t1为480小时。所述腐蚀失效是指根据GB/T6461-2002锈蚀等级达到3以下（包括3级）。
通过在伇杆塔剩余寿命评估公式，计算在伇杆塔金属镀层剩余寿命T；；计算结果为T=48个月，即4年。与实施例1的评估结果一致。
实施例3
步骤一：收集资料
于2013年6月收集被评估杆塔（某220kV杆塔）原始资料和运行检修资料。通过分析收集的资料，确定该杆塔防腐涂层为镀锌层，投运时间为2008年6月，镀层实际运行时间T1为60个月。
步骤二：根据杆塔与海岸线之间的距离，确定加速腐蚀实验的类型
被评估杆塔距离海岸线2.5千米，小于5000米，因此选择中性盐雾试验分别测量全新金属镀层试样和在役杆塔金属镀层试样的腐蚀失效所需时间t0、t1。实验参数设置参照《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》GB/T10125。实验结果为：全新镀层试样达到腐蚀失效的加速腐蚀试验时间t0为400小时，在役杆塔金属镀层试样腐蚀失效所需的加速腐蚀时间t1为150小时。所述腐蚀失效是指根据GB/T6461-2002锈蚀等级达到3级以下（包括3级）。
步骤三：通过在伇杆塔剩余寿命评估公式，计算在伇杆塔金属镀层剩余寿命T；；计算结果为T=36个月，即3年。
实施例4
于2015年6月，对实施例3的在伇杆塔（镀层实际运行时间T1为84个月）在同一位置重新取样，进行中性盐雾试验分别测量全新金属镀层试样和在役杆塔金属镀层试样的腐蚀失效所需时间t0、t1。实验参数设置同实施例3。实验结果为：全新镀层试样达到腐蚀失效的加速腐蚀试验时间t0为400小时，在役杆塔金属镀层试样腐蚀失效所需的加速腐蚀时间t1为50小时。所述腐蚀失效是指根据GB/T6461-2002锈蚀等级达到3以下（包括3级）。
通过在伇杆塔剩余寿命评估公式，计算在伇杆塔金属镀层剩余寿命T；；计算结果为T=12个月，即1年。与实施例3的评估结果一致。
Claims (7)
1.一种杆塔金属镀层腐蚀剩余寿命的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）获得在役杆塔金属镀层实际运行年限T1；
（2）对需要评估的在役杆塔金属镀层试样及与在役杆塔同类型的全新金属镀层试样进行同类型加速腐蚀试验，分别获得腐蚀失效所需时间t1、t0；
（3）根据公式计算在役杆塔金属镀层剩余寿命T；
所述腐蚀失效是指根据GB/T6461-2002锈蚀等级达到3级以下。
2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述实际运行年限，是指全新金属镀层从投入运行到进行加速腐蚀试验的时间段。
3.根据权利要求1或2所述的评估方法，其特征在于，所述加速腐蚀试验的类型根据在役杆塔所处地理位置进行确定：在役杆塔距离海岸线小于等于5千米，加速试验的类型为中性盐雾试验；在役杆塔距离海岸线大于5千米，加速试验的类型为多因素耦合加速腐蚀试验。
4.根据权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述中性盐雾试验按照《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》GB/T10125进行。
5.根据权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述多因素耦合加速腐蚀实验：由温湿度试验、氙灯老化试验、喷淋试验、微量混合气体控制试验五部分组成。
6.根据权利要求5所述的评估方法，其特征在于，所述多因素耦合加速腐蚀试验按照《环境试验大气腐蚀加速试验的通用导则》GB/T2424.10-2012进行。
7.根据权利要求6所述的评估方法，其特征在于，进行多因素耦合加速腐蚀试验时，当在役杆塔所处大气环境的SO2含量大于等于1mg/m3时，加速腐蚀试验中所通SO2的浓度应为大气环境中SO2浓度的5-100倍。
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