目前對變電站支架的防腐主要有有機涂層防腐、無機非金屬涂層防腐及金屬覆蓋層防腐，其中金屬覆蓋層防腐以鋅保護為主，包括熱鍍鋅和冷噴鋅。在各種腐蝕條件下，大氣腐蝕是造成鋼構(gòu)件腐蝕的主要因素。夢能將通過調(diào)研及對比分析的方式，探討冷噴鋅在變電站構(gòu)支架防腐中應(yīng)用的可行性。
一、大氣腐蝕
變電站構(gòu)支架暴露在外部環(huán)境中，屬于典型的大氣腐蝕。大氣腐蝕對金屬的危害比其他腐蝕因素更嚴重，其造成的變電站腐蝕已經(jīng)成為影響電網(wǎng)安全運行的重大隱患。
影響大氣腐蝕的因素可以概括為氣候條件、大氣腐蝕性組分、表面因素三類。氣候條件包括濕度、溫度、日照量和降水量等，不同氣候條件對腐蝕影響各有利弊；氣腐蝕性組分主要以干、濕兩種沉降方式傳輸?shù)讲牧媳砻?，從而?dǎo)致電化學(xué)腐蝕；表面因素包括腐蝕產(chǎn)物和表面狀態(tài)，促進了腐蝕的進行。
二、 變電站構(gòu)支架的腐蝕類型
在露天環(huán)境中，大氣腐蝕對變電站構(gòu)支架的腐蝕形態(tài)很多，大體可以分為均勻腐蝕和局部腐蝕。
2.1 均勻腐蝕
均勻腐蝕的腐蝕作用是均勻地發(fā)生在整個金屬表面上，并在平面上逐步地使金屬腐蝕并降低其各項性能，一般均勻腐蝕發(fā)生時間 相對緩慢。
3.2 局部腐蝕
局部腐蝕的程度與變電站周邊環(huán)境和構(gòu)支架自身的防腐性能有直接關(guān)聯(lián)。
點蝕是大多數(shù)內(nèi)部腐蝕形態(tài)的一種，可以形成大大小小的孔眼，腐蝕疲勞是鋼鐵在交變應(yīng)力作用和腐蝕介質(zhì)的共同作用下產(chǎn)生 的腐蝕。
縫隙腐蝕一般發(fā)生在處于腐蝕液體中的金屬表面或其它屏蔽部位，是一種嚴重的局部腐蝕。幾乎所有的腐蝕性介質(zhì)，包括淡水，都能引起金屬的縫隙腐蝕，根據(jù)經(jīng)驗縫隙腐蝕的敏感寬度為 0.02-1mm，最易發(fā)生在螺栓等連接部位。
焊縫腐蝕也是構(gòu)支架容易出現(xiàn)的的一種腐蝕現(xiàn)象，構(gòu)件除縫隙處易發(fā)生集中腐蝕外，在焊縫處的腐蝕問題也比較突出，調(diào)查發(fā)現(xiàn)縫腐蝕基本不擴散，腐蝕集中。常見的構(gòu)支架腐蝕還有電偶腐蝕、應(yīng)力腐蝕、鍍鋅層缺陷腐蝕、涂層缺陷腐蝕、摩擦腐蝕等。
三、 變電站構(gòu)支架常用的防腐方式
目前鋼結(jié)構(gòu)常用的防腐蝕方法有有機涂層防腐、無機非金屬涂層防腐及金屬（鋅）覆蓋層防腐蝕
3.1、有機涂層防腐/無機涂層防腐
有機（無機）涂層防腐是一種常用的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕方法，以環(huán)氧富鋅漆[3]為主，在我國工業(yè)與民用建筑工程中應(yīng)用廣泛。由于涂料體系本身防護原理限制，防腐年限一般 5~10 年，難以滿足變電工程50 年的使用壽命。期間，維修次數(shù)多，維修難度大，維修成本高，且不利于變電站持續(xù)工作，影響經(jīng)濟效益。
3.2、 鍍鋅覆蓋層防腐
鋅有很好的耐蝕性能，在空氣或 pH 值 6~12 的水中長期使用不腐蝕，在海水中的腐蝕速度也較慢。常用的鋅防腐方法包括熱鍍鋅和冷噴鋅。
熱鍍鋅防腐。熱鍍鋅作為一種傳統(tǒng)的防腐方式，分為美鋼聯(lián)法、森吉米爾法、氣刀法等，其防腐蝕性能較高，有效解決了涂料防腐體系的使用壽命短等缺點，防腐年限一般可達 30 年，在變電工程中有廣泛應(yīng)用。但是熱鍍鋅會帶來高污染、高能耗，且施工要求比較高，國家已在逐步立法限制熱鍍鋅的發(fā)展。
冷噴鋅防腐。冷噴鋅與熱鍍鋅防腐原理相同，但是其施工要求更低，能耗更低，屬于環(huán)保材料，特別是在變電站構(gòu)支架防腐方面，用冷噴鋅防腐年限長達 30~50 年。國內(nèi)的國家重點工程如國家大劇院、平果二 500kV 變電站、蘇通大橋等，都使用了冷噴鋅技術(shù)進行防腐，有效地解決了防腐周期短及其他缺陷問題。
四、變電站構(gòu)支架常用防腐方式技術(shù)對比
4.1、涂層防腐防護技術(shù)及對比
涂層防腐主要以非金屬元素氧化物或金屬與非金屬元素生成的氧化物為主體構(gòu)成覆蓋層進行防腐。目前，涂層防腐材料以環(huán)氧富鋅漆為主，包括無機富鋅漆和有機富鋅漆，涂料中的鋅粉可起到與熱浸鍍鋅層類似的陰極保護作用。但是，涂層防腐存在以下問題：（1）防腐年限短；（2）施工要求高，施工周期長；（3）維修難度大，成本高，兼容性差；（4）具有一定污染，經(jīng)濟效益較低。
熱鍍鋅工藝。熱鍍鋅工藝，就是把金屬構(gòu)件表面經(jīng)過預(yù)處理后全浸入熔融金屬溶液，熔融金屬與構(gòu)件表面結(jié)合形成金屬覆蓋層達到防腐目的。熱鍍鋅金屬工藝一般分為溶劑法和氧化還原法（森吉米爾法），溶劑法又分為濕法和干法。溶劑干法可以使金屬覆蓋層和基層良好結(jié)合，但存在以下問題：（1）預(yù)處理過程產(chǎn)生污染，涂層易脫落；（2）高溫加工后易變形；（3）構(gòu)件尺寸受限制；（4）施工要求高，兼容性差；（5）能耗高，施工周期較長。
冷噴鋅工藝。冷噴鋅工藝近年來發(fā)展極為迅速，其屬于一種涂膜鍍鋅。冷噴鋅的干膜金屬鋅含量可高達 96%以上，由超細鋅粉、有機樹脂和揮發(fā)性溶劑組成，以涂裝方式把鋅粉鍍覆在基體材料表面上達到防腐目的。其保護原理類似電鍍鋅，具有主動陰極保護和屏障保護雙重作用。
冷噴鋅的工藝流程：鋼材前處理—焊縫及轉(zhuǎn)角預(yù)涂鋅層—冷噴鋅 2 道—噴涂金屬封閉漆一道—檢查涂裝質(zhì)量—交付驗收—現(xiàn)場安裝—破損修補鋅層—整體或局部噴涂金屬封閉漆一道。相比于熱鍍鋅及富鋅涂料，冷噴鋅有如下特點和優(yōu)勢：（1）鋅粉純度高，結(jié)合能力好；（2） 孔隙率低，耐酸雨；（3） 表面處理要求低，只需達到GB8923-88 Sa2.5 級標準；（4）施工方便，周期短，兼容性好；（5）環(huán)保，符合 BS6920 英國標準；（6）維修成本低，經(jīng)濟效益好。
冷噴鋅技術(shù)的應(yīng)用與推廣。國外生產(chǎn)冷噴鋅的企業(yè)，如比利時的 Zinga、日本的 ROVAL、美國的 ZRC、德國的 WURTH 等都成功將冷噴鋅工藝應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)防腐，近年來，國內(nèi)相關(guān)冷噴鋅生產(chǎn)廠家，將冷噴鋅技術(shù)進行推廣應(yīng)用，冷噴鋅技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、施工方便、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點，能夠很好地貫徹“兩型一化”變電站設(shè)計理念，具有廣闊的應(yīng)用前景。
五、變電站構(gòu)支架防腐經(jīng)濟性對比分析
目前，國際上普遍采用全壽命周期成本（Life Cycle Cost-LCC）來評價工程設(shè)計的合理性，LCC 系指一個系統(tǒng)或設(shè)備在全壽命周期內(nèi)，為購置它和維持其正常運行所需支付的全部費用，包括設(shè)計、研究開發(fā)、制造、使用、維修和保障直至報廢所需的費用之和。
相比于其他防腐方式，冷噴鋅防腐在 30 年內(nèi) LCC 經(jīng)濟效益最好，而其對環(huán)境無污染，施工便捷，防腐性能更好，故更具應(yīng)用前景。同樣，對冷噴鋅與熱鍍鋅的防腐進可以通過 LCC 分析其經(jīng)濟 性指標。
六、變電站構(gòu)支架腐蝕情況現(xiàn)場調(diào)研
傳統(tǒng)的鍍鋅管件在管體上留有通氣孔，這會加劇腐蝕?，F(xiàn)普遍 采用的是封堵的方式，阻斷腐蝕條件，熱鍍鋅主要應(yīng)用于輸變電鋼 構(gòu)件的防腐，工藝成熟，鍍鋅層的厚度、韌性和表面狀態(tài)都能控制。 在空氣潔凈地區(qū)鍍鋅層能維持 30 年以上，而在大氣腐蝕嚴重的環(huán) 境中腐蝕很快，10 年內(nèi)就能完全腐蝕。
熱鍍鋅耐腐蝕效果
220kV 佟圩變電站位于連云港臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)內(nèi)， 于 2010 年投運，構(gòu)支架均為熱鍍鋅構(gòu)件。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分變電 站構(gòu)支架已出現(xiàn)不同程度的腐蝕。 佟圩變電站周邊環(huán)境相對清潔，但是變電站構(gòu)支架還是出現(xiàn)了 一定的腐蝕，以大氣腐蝕為主。管件表面出現(xiàn)部分腐蝕，節(jié)點連接 處，由于縫隙或孔洞也已經(jīng)部分銹蝕，法蘭連接處螺栓也產(chǎn)生一定 的銹蝕。主要原因包括施工產(chǎn)生的缺陷，也與熱鍍鋅材料自身防腐 性能有關(guān)。
冷噴鋅防腐效果
錦屏-蘇南 800kV 直流輸電工程是目前世界上 電壓最高的直流輸電工程。其位于安寧河斷陷河谷西岸，采用冷噴 鋅技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)部分進行防腐處理。 現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，鋼構(gòu)支架基本沒有出現(xiàn)腐蝕，節(jié)點連接處噴鋅 層良好，也沒有出現(xiàn)皺?quán)u或斷裂，法蘭連接處螺栓鋅層完好。只有極 少部分出現(xiàn)腐蝕，主要由于施工操作不當造成?？傮w來說，該主流輸 電站采用冷噴鋅防腐效果很好。
文章關(guān)鍵字： 冷噴鋅應(yīng)用變電站支架防腐施工方案
防腐除銹施工隊
冷噴鋅施工隊
噴鋅施工隊伍
噴鋁施工隊