CN109211768A - 降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，能够有效的模拟土壤环境下降阻剂对接地材料的腐蚀过程，可以通过调节试验土壤的含水量、以及恒温恒湿箱的温湿度，达到加速腐蚀的目的，从而可以在短时间内对降阻剂对接地材料的腐蚀性强弱做出评价，解决了现有技术试验周期过长的问题，能够进行多次试验；此外，通过模拟土壤环境中降阻剂包覆接地材料的腐蚀过程，模拟性好，操作简单，可以结合多次试验，实现良好的重现性。该方法不仅适用于测试降阻剂在土壤环境中对接地材料的腐蚀性强弱，还可以用于研究接地材料在降阻剂包覆情况下的土壤腐蚀过程。
Description
技术领域
本发明涉及降阻剂测试技术领域，特别是涉及一种降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法。
背景技术
降阻剂是一种常用的防雷产品，通常作为一种辅助性材料包覆在埋设于土壤中的接地网装置周围，具有良好的消除接触电阻、降低土壤电阻率、增大接地体的有效截面的性能，目前已在接地工程中大量应用，在防雷减灾事业中起到至关重要的作用。目前，《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)以及《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)等国家和行业相关标准中明确规定了降阻剂的使用方法。
降阻剂在使用过程中存在易对接地材料造成腐蚀的问题，因此对于降阻剂的研究和开发，测试其在土壤中对接地材料腐蚀性大小是至关重要的。常规技术方案是在自然条件下埋设试片获得降阻剂的腐蚀性结果，土壤中试片的腐蚀周期通常都在5～10年，试验周期过长，导致试验次数有限，重现性差，很难保证试验的检测结果和腐蚀数据的可靠性。
发明内容
鉴于上述状况，本发明的目的在于提供一种降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，以解决试验周期过长、重现性差的问题。
一种降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，包括以下步骤：
按预定方式将待测试的降阻剂和接地材料试样置入试验土壤内，并按照预设的腐蚀周期和温湿度条件进行加速腐蚀试验；
按照同样的测试条件进行对比试验，所述对比试验中不添加降阻剂；
分别取出所述加速腐蚀试验中的接地材料试样和所述对比试验中的接地材料试样，分别测量两者的腐蚀失重，并根据两者腐蚀失重的差异得出降阻剂的腐蚀性强弱。
相比现有技术，本发明提供的方法至少具有以下有益效果：
1)采用本发明的腐蚀性测试方法可以有效的模拟土壤环境下降阻剂对接地材料的腐蚀过程，可以通过调节试验土壤的含水量、以及加速腐蚀试验的温湿度和腐蚀周期，达到加速腐蚀的目的，从而可以在短时间内对降阻剂对接地材料的腐蚀性强弱做出评价，解决了现有技术试验周期过长的问题，能够进行多次试验；
2)本发明通过模拟土壤环境中降阻剂包覆接地材料的腐蚀过程，模拟性好，操作简单，可以结合多次试验，实现良好的重现性，该方法不仅适用于测试降阻剂在土壤环境中对接地材料的腐蚀性强弱，还可以用于研究接地材料在降阻剂包覆情况下的土壤腐蚀过程。
此外，本发明提供的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法还具有以下技术特征：
进一步的，按预定方式将待测试的降阻剂和接地材料试样置入试验土壤内的步骤之前，所述方法还包括：
采集实际施工地区的土壤，筛检出其中杂物，土壤经研磨后过筛；
将过筛后的土壤置于烘箱中烘干，然后加入一定量的蒸馏水配制得到试验土壤。
进一步的，按预定方式将待测试的降阻剂和接地材料试样置入试验土壤内的步骤具体包括：
准备一试验容器和一模具，在所述试验容器内填入部分所述试验土壤，将所述模具插入所述试验容器内的土壤中，所述模具的周围用所述试验土壤进行固定，在所述模具中放入接地材料试样，然后在所述接地材料试样的周围倒入待测试的降阻剂，待降阻剂凝固后拉出所述模具并回填部分试验土壤。
进一步的，加入一定量的蒸馏水配制得到试验土壤的步骤中，按质量百分比，使所述试验土壤的含水量为：25％～40％。
进一步的，土壤经研磨后过筛的步骤中，使用的筛子目数范围为20-50目。
进一步的，将过筛后的土壤置于烘箱中烘干的步骤中，所述烘箱的烘干温度范围为75-85℃，烘干时间范围为6-8h。
进一步的，按照预设的腐蚀周期和温湿度条件进行加速腐蚀试验的步骤具体包括：
在恒温恒湿箱中进行加速腐蚀试验，控制温度范围为45-60℃，相对湿度范围为0-99％，腐蚀周期为480-720h。
进一步的，所述接地材料试样的材质为碳钢、镀锌钢、铜包钢中的任一种。
进一步的，在所述模具中放入接地材料试样的步骤之前，所述方法还包括：
使用环氧树脂对所述接地材料试样的基材暴露区域进行涂封。
进一步的，所述方法还包括：
完成加速腐蚀试验后，所述加速腐蚀试验中的接地材料试样和所述对比试验中的接地材料试样，分别测量两者的腐蚀失重，采用XRD和SEM技术分别分析所述加速腐蚀试验中的接地材料试样和所述对比试验中的接地材料试样的物相和形貌，并结合两者的腐蚀失重的差异得出降阻剂的腐蚀性强弱。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一实施例的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法中降阻剂的浇注方式示意图；
图2是本发明一实施例的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法中加速腐蚀测试的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例提供了一种降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，至少包括步骤(1)～(6)：
(1)采集实际施工地区的土壤，筛检出其中杂物，土壤经研磨后过筛。
其中，本实施例中，土壤采集自实际施工地区地面深度0.5m以下的土壤，采集的土壤可先经人工筛检出其中的树枝、泥块等杂物，研磨后过筛。优选的，过筛使用的筛子目数范围为20-50目。具体在本实施例中，研磨后过20目筛。其他实施例中也可以采用其他目数的筛子，如30目、35目、40目、45目或50目。
(2)将过筛后的土壤置于烘箱中烘干，然后加入一定量的蒸馏水配制得到试验土壤。
其中，优选的，烘箱的烘干温度范围为75-85℃，烘干时间范围为6-8h。烘干后，加入一定量的蒸馏水，使得配制的试验土壤的含水量为25％～40％(质量分数)，以保证更好模拟实际情况以及加速腐蚀。具体在本实施例中，将过筛后的土壤置于80℃的烘箱中烘干6h，然后加入一定量的蒸馏水配制得到含水量40％(质量分数)的试验土壤。可以理解的，在其它实施例中，还可以将过筛后的土壤置于85℃的烘箱中烘干7h，然后加入一定量的蒸馏水配制得到含水量25％(质量分数)的试验土壤；或可以将过筛后的土壤置75℃的烘箱中烘干8h，然后加入一定量的蒸馏水配制得到含水量32％(质量分数)的试验土壤。
(3)准备一试验容器和一筒形模具，所述试验容器具有容器盖板，所述筒形模具的体积小于所述试验容器的体积，在所述试验容器内填入部分所述试验土壤，将所述筒形模具垂直插入所述试验容器内的土壤中，所述筒形模具的周围用所述试验土壤进行固定，在所述筒形模具中央垂直放入接地材料试样，然后倒入待测试的降阻剂，待降阻剂凝固后拉出所述筒形模具并回填部分细土压实，盖紧所述容器盖板；
其中，请参阅图1及图2，试验容器10可以为圆柱形，材质可以为PVC，试验容器10具有容器盖板11，容器盖板11上设有均匀设置的通气孔12，其孔径例如为1mm。筒形模具20的体积应小于所述试验容器10的体积，在本实施例中，试验容器10的直径为100mm，高度为200mm，筒形模具20的直径为50mm，高度为100mm。具体实施时，可以先准备好接地材料试样30，本实施例中，接地材料试样30为尺寸50mm×25mm×3mm的试片，接地材料试样30的材质由实际服役的接地材料决定，可以为碳钢、镀锌钢、铜包钢等中的任一种。为了防止电偶腐蚀作用对试验结果造成影响，可以在将接地材料试样30放进筒形模具20之前，使用环氧树脂对所述接地材料试样30的基材暴露区域进行涂封，尤其是对于镀锌钢、铜包钢等具有金属覆盖层的接地材料，更应如此处理。在对接地材料试样30进行腐蚀测试前，可以预先将接地材料试样30在蒸馏水中超声波清洗3分钟，然后用丙酮和无水乙醇依次清洗，烘干后用电子天平记录其原始质量M1。
在试验前，可以先对降阻剂进行预处理，以更好的保证试验效果，具体的，可以按蒸馏水与降阻剂的质量比0.5:1.0的比例混合，然后充分搅拌至粘稠状。
在进行步骤(3)时，先在试验容器10中先铺入厚度为50mm的试验土壤40，再将筒形模具20垂直插入试验土壤40中约20mm，筒形模具20均匀的填入细土固定。然后往筒形模具20中倒入配制好的降阻剂50，并将接地材料试样30垂直放入降阻剂50中央，待降阻剂50初凝后拉出筒形模具20并回填部分细土压实，盖紧容器盖板11，通过容器盖板11上开设的直径1mm的通气孔12，保证试验过程中试验容器10内氧气的流通。
(4)准备一与所述试验容器大小形状相同的所述对比容器和一与所述筒形模具大小形状相同的对比筒形模具进行对比试验，对比试验中的试验土壤中不添加降阻剂，其它步骤与步骤(1)～(3)相同；
其中，对比试验中，除了不加入降阻剂外，其它步骤，包括试验装置、试验调节、处理步骤等，均与上述步骤(1)～(3)相同.
(5)将所述试验容器和所述对比容器置于恒温恒湿箱中，控制温湿度，并按照预设的腐蚀周期进行加速腐蚀试验；
其中，恒温恒湿箱中，控制温度范围优选为45-60℃，相对湿度范围优选为0-99％。具体在本实施例中，恒温恒湿箱中的温度为45℃，相对湿度为85％。其他实施例中，恒温恒湿箱中的温度还可以为50℃、60℃，相对湿度也可以选择为0、5％、25％、35％、55％、95％、99％等，在前述的数值范围内，本发明实施例对恒温恒湿箱的温度、湿度不做具体限定。
预设的腐蚀周期优选为480-720h。腐蚀周期小于480h，试样可能未发生腐蚀或仅发生了轻微的腐蚀，试样腐蚀失重少，试验结果精度差。腐蚀周期大于720h，测试耗时长且试验土壤中含水率和离子浓度等参数变化较大，试验模拟性较差。具体在本实施例中，腐蚀周期为600h，能在较短的测试时间内准确的对土壤环境下降阻剂的腐蚀做出评价。根据实际需求，其他实施例中可以适应调整腐蚀周期，如选择腐蚀周期为480h、500h、700h、720h等。请继续参阅图2，在腐蚀试验过程中，降阻剂50的周围进行逐步形成降阻剂渗透区60，能够很好的模拟出实际情况。
(6)完成加速腐蚀试验后，分别取出所述试验容器中的接地材料试样和所述对比容器中的接地材料试样，分别测量两者的腐蚀失重，并根据两者腐蚀失重的差异得出降阻剂的腐蚀性强弱。
其中，完成600h的腐蚀试验后，分别取出试验容器中的接地材料试样和对比容器中的接地材料试样，根据《金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除》(GB/T 16545-1996)去除试样表面的腐蚀产物，将其烘干后用电子天平记录去除腐蚀产物后的质量M2。本实施例中的试样腐蚀失重可参考以下公式计算：试样单位面积上的腐蚀失重ΔM(g/cm2)＝(试样的原始质量M1(g)－清除腐蚀产物后试样的质量M2(g))/试样暴露区域的表面积S(cm2)。
此外，作为一种可选的实施方式，还可以结合XRD和SEM技术进行腐蚀情况的判断，具体的，步骤(6)可以包括：
完成加速腐蚀试验后，分别取出所述试验容器中的接地材料试样和所述对比容器中的接地材料试样，分别测量两者的腐蚀失重，采用XRD和SEM技术分别分析所述试验容器中的接地材料试样和所述对比容器中的接地材料试样的物相和形貌，并结合两者的腐蚀失重的差异得出降阻剂的腐蚀性强弱。
采用本实施例提供的腐蚀性测试方法可以有效的模拟土壤环境下降阻剂对接地材料的腐蚀过程，可以通过调节试验土壤的含水量、以及恒温恒湿箱的温湿度，达到加速腐蚀的目的，从而可以在短时间内对降阻剂对接地材料的腐蚀性强弱做出评价，解决了现有技术试验周期过长的问题，能够进行多次试验。通过模拟土壤环境中降阻剂包覆接地材料的腐蚀过程，模拟性好，操作简单，可以结合多次试验，实现良好的重现性，该方法不仅适用于测试降阻剂在土壤环境中对接地材料的腐蚀性强弱，还可以用于研究接地材料在降阻剂包覆情况下的土壤腐蚀过程。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
按预定方式将待测试的降阻剂和接地材料试样置入试验土壤内，并按照预设的腐蚀周期和温湿度条件进行加速腐蚀试验；
按照同样的测试条件进行对比试验，所述对比试验中不添加降阻剂；
分别取出所述加速腐蚀试验中的接地材料试样和所述对比试验中的接地材料试样，分别测量两者的腐蚀失重，并根据两者腐蚀失重的差异得出降阻剂的腐蚀性强弱。
2.根据权利要求1所述的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，按预定方式将待测试的降阻剂和接地材料试样置入试验土壤内的步骤之前，所述方法还包括：
采集实际施工地区的土壤，筛检出其中杂物，土壤经研磨后过筛；
将过筛后的土壤置于烘箱中烘干，然后加入一定量的蒸馏水配制得到试验土壤。
3.根据权利要求1所述的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，按预定方式将待测试的降阻剂和接地材料试样置入试验土壤内的步骤具体包括：
准备一试验容器和一模具，在所述试验容器内填入部分所述试验土壤，将所述模具插入所述试验容器内的土壤中，所述模具的周围用所述试验土壤进行固定，在所述模具中放入接地材料试样，然后在所述接地材料试样的周围倒入待测试的降阻剂，待降阻剂凝固后拉出所述模具并回填部分试验土壤。
4.根据权利要求2所述的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，加入一定量的蒸馏水配制得到试验土壤的步骤中，按质量百分比，使所述试验土壤的含水量为：25％～40％。
5.根据权利要求2所述的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，土壤经研磨后过筛的步骤中，使用的筛子目数范围为20-50目。
6.根据权利要求2所述的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，将过筛后的土壤置于烘箱中烘干的步骤中，所述烘箱的烘干温度范围为75-85℃，烘干时间范围为6-8h。
7.根据权利要求1所述的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，按照预设的腐蚀周期和温湿度条件进行加速腐蚀试验的步骤具体包括：
在恒温恒湿箱中进行加速腐蚀试验，控制温度范围为45-60℃，相对湿度范围为0-99％，腐蚀周期为480-720h。
8.根据权利要求1所述的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，所述接地材料试样的材质为碳钢、镀锌钢、铜包钢中的任一种。
9.根据权利要求2所述的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，在所述模具中放入接地材料试样的步骤之前，所述方法还包括：
使用环氧树脂对所述接地材料试样的基材暴露区域进行涂封。
10.根据权利要求1所述的降阻剂对接地材料的腐蚀性测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
完成加速腐蚀试验后，所述加速腐蚀试验中的接地材料试样和所述对比试验中的接地材料试样，分别测量两者的腐蚀失重，采用XRD和SEM技术分别分析所述加速腐蚀试验中的接地材料试样和所述对比试验中的接地材料试样的物相和形貌，并结合两者的腐蚀失重的差异得出降阻剂的腐蚀性强弱。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111398142A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-07-10 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种铜覆钢接地材料的电化学腐蚀试验方法 |
| CN112083140A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-12-15 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种电力工程接地材料综合性能分级评价的方法 |
| CN114166733A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-11 | 西南交通大学 | 一种基于高腐蚀性降阻剂影响下的接地装置特性评估方法 |
-
2018
- 2018-10-11 CN CN201811182586.2A patent/CN109211768A/zh active Pending
Cited By (4)
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| CN111398142A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-07-10 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种铜覆钢接地材料的电化学腐蚀试验方法 |
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| CN114166733A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-11 | 西南交通大学 | 一种基于高腐蚀性降阻剂影响下的接地装置特性评估方法 |
| CN114166733B (zh) * | 2021-11-12 | 2022-07-08 | 西南交通大学 | 一种基于高腐蚀性降阻剂影响下的接地装置特性评估方法 |
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