[发明专利]一种用于接地网保护的含稀土合金涂层防腐方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电涂层防腐领域，更具体地说，本发明涉及一种用于接地网保护的含稀土合金涂层防腐方法。

背景技术

随着经济的发展，时代的进步，人们对电力系统的要求也越来越高。近几年来电力系统不断地向超高压、大容量和远距离的方向建设发展。接地系统是电网安全运行的基本保证，其重要性也越来越突出。接地系统是发、变电站泄流的通道，其主要具有三方面的保护作用：工作接地，保证电力系统正常工作，排泄故障电流；保护接地，保护人员安全，免遭泄露电流电击；防雷接地，防止雷电放电对人员和设备造成伤害。

接地装置长期在土壤环境中工作，由于土壤的化学组成成分十分复杂且不同区域土壤物理性质也不尽相同，接地装置不可避免因腐蚀而遭受破坏。一般要求接地网的寿命与周围设施相当，大于等于30年。然而由于其恶劣的工作环境，地网腐蚀速率很快，部分地区地网甚至在几年内就会发生严重腐蚀。地网严重腐蚀将会威胁到电力系统的正常运行，甚至会引起重大的人员伤亡和财产损失。因此，接地装置的防腐问题是为保证电力系统安全运行而不可避免的问题。

目前，最常用的接地材料有铜和碳钢两种。虽然铜材料的抗腐蚀性以及导电性能都优于碳钢，但是铜材料成本较高，且我国铜矿资源相对较缺乏，所以我国多用碳钢作为接地材料。对碳钢接地体进行合金涂层保护是目前最普遍的方法，目前基本上所有新建变电站的接地网导体都采用了涂层保护。涂层的作用在于断绝导体表面阴极区和阳极区的形成，从而阻碍金属表面的微电池腐蚀作用。对于接地网，最常用的涂层保护方法有镀铜和镀锌。但镀铜成本高，对土壤和地下水有污染，且在覆盖层不完整时表面的两种金属会形成原电池腐蚀，反而会加速基体腐蚀。镀锌钢中由于锌的腐蚀电位较铁更低，锌层作为牺牲阳极保护地网，但是锌层腐蚀速度很快，保护期短，对延长地网使用寿命实际意义不大。因此，提出一种可以有效保护接地网，延长地网寿命的金属涂层防腐方案对保护电力系统正常运行有着十分重要的现实意义。这不仅可以避免因地网腐蚀而造成的经济损失，也保障了工作人员的生命安全

在我国采用锌及锌合金涂层保护接地网是目前使用最广泛的方法，但锌层保护效果很小并且损耗巨大。如今，以铝代锌在涂料制备工业中已有良好的技术基础。各种比例的铝锌合金涂层材料都经过了长时间的研究，并已开发出了多种性能优于普通锌和锌合金涂层的涂层材料。锌具有良好的牺牲阳极保护能力，铝可以形成致密的氧化膜，具有良好的包覆防护能力。因此，加强二者的优势，开发应用铝锌合金为主要组分的新型涂层材料是接地防腐发展的重要方向。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种用于接地网保护的含稀土合金涂层防腐方法。以解决目前接地网材料腐蚀严重以及现有涂层保护能力差的现状，并体现出含稀土铝锌合金防腐涂层的优越性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于接地网保护的含稀土合金涂层防腐方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）喷涂前先对用丙酮对基体材料进行擦洗以去除油污，然后对基体表面进行喷砂处理，清除基体材料表面的氧化膜，增加基体表面的粗糙度，扩大涂层与基体的结合表面积，提高涂层与基体的结合强度，喷砂材料采用刚玉砂、金刚砂，在强光线下用肉眼观察喷砂面，如果从各个角度观察都没有反射斑就可以进行后续操作，喷砂后，在2-3h内进行喷涂试验；

（2）采用等离子喷涂技术对基体材料进行表面喷涂，等离子喷涂采用刚性非转移型等离子弧为热源，以惰性气体（Ar）为等离子气，混合粉末在等离子焰流的作用下被加速，粉末以很高的速度撞击基材表面形成涂层；

（3）采用等离子喷涂技术进行涂层喷涂，首先设置等离子喷涂工艺参数，喷涂电流为400-600A，电压为50-70V，喷涂距离为100mm，送粉气流量5-7L/min，然后在处理好的基体表面喷涂60-100μm厚的黏性底层涂层，在底层涂料尚有余热时，再在底层涂层表面喷涂一层150-200μm厚的功能性面涂层。

按元素重量百分比计，黏结底层涂料成分为Ni：40-60、Al：20-30、Zn：15-20和Fe：0.1-2；功能性面层涂料成分为Al：40-70、Zn：20-30、Ni：15-25、Mn：0.1-1、Si：0.1-2、Cr：0.1-1、Ti：0.5-1、Be：0.03-0.05，稀土添加剂：3-12，稀土添加剂为La、Ce、Pr、Nd、Sc、Er中一种或多种或它们的氧化物。

优选的，所述含稀土合金防腐涂层涂料的粉末采用雾化法制备出，粉末为粒度50-100μm的球形颗粒。