Автор Лисовских В.Г. , «ЭГО-Центр защиты от коррозии», г. Санкт-Петербург

Источник: http://www.energo-info.ru/images/pdf/leppdf/09.pdf

      В данной работе сделан критический обзор различных способов защиты от коррозии элементов опор линий электропередачи (ЛЭП) на примере отечественного опыта эксплуатации. Показано, что для «металлоэкономных» конструкций опор ЛЭП важным показателем их надёжной эксплуатации является качество защиты от атмосферной коррозии. Рассмотрены важные для строительства и эксплуатации ЛЭП среднего и высокого напряжения методы противокоррозионной защиты: гальванические, из расплава, термодиффузионные, металлизационные, лакокрасочные.
     Особое внимание уделено цинковым противокоррозионным покрытиям, которые нашли наибольшее применение в связи с высокими защитными свойствами цинка (особенно в атмосферных условиях).
     Показано, что в условия современной России наиболее простым, практичным и универсальным способом защиты от атмосферной коррозии опор ЛЭП является применение лакокрасочных материалов (ЛКМ), а для ряда металлоизделий и при определённых условиях оптимальными является применение термодиффузионного и металлизационного методов создания защитных покрытий, в том числе и в сочетании с лакокрасочными покрытиями.
     Введение
     Коррозия металлических конструкций, применяемых на воздушных линиях электропередачи (ЛЭП), - металлических опор; металлических траверс; оголовников, тросостоек и наружных поверхностей железобетонных опор; металлических элементов деревянных опор – наносят прямой ущерб, связанный с потерей металла, и вызывает снижение несущей способности опор и их элементов.
     В настоящем докладе подробно остановимся на путях решения проблемы защиты от коррозии металлоконструкций опор, а в заключении коснёмся методов защиты от разрушения железобетонных и деревянных опор. Состояние металлоконструкций опор, степень их поражения коррозией должны определяться при периодических осмотрах ЛЭП, специальных обследованиях опор с проведением инструментальных измерений степени коррозии. Но систематических наблюдений за коррозией на ЛЭП не ведётся. Крайне ограничены отечественные и зарубежные данные о величине износа и длительности эксплуатации ЛЭП.

     Условия и опыт эксплуатации опор ЛЭП

     В начале 80-х годов специалисты Союзтехэнерго провели анализ состояния металлоконструкций опор, эффективности защитных покрытий и разработали методику определения коррозионного износа металла опор и, что самое главное, его учёта при оценке несущей их способности. Была обоснована необходимость проверки прочности и устойчивости отдельных, наиболее нагруженных элементов в условиях интенсивной коррозии, вызвавшей уменьшение сечения:

• более чем на 20% для опор, сооружённых до 1970 года;

• более чем на 10% для опор, сооружённых в последние 10 ÷ 15 лет;

1. Степень агрессивности воздушной среды.

2. Периодичность восстановления противокоррозионной защиты.

3. Качество противокоррозионной защиты.

4. Конструктивные особенности опор.

5. Длительность эксплуатации опор.

      На основе обследования более чем 60 ЛЭП напряжением (35–220) кВ со сроками службы от 3 до 50 лет в 17 предприятиях электрических сетей «Мосэнерго», «Тулаэнерго», «Эстонглавэнерго», «Туркменглавэнерго» и «Гродноэнерго» показано [1], что уменьшение толщины элементов металлоконструкций в течении расчётного срока службы ЛЭП в зависимости от степени агрессивности воздушной среды колеблется в пределах (0,4 ÷ 2,4) мм. На основе этих данных проведённые поверочные расчёты на прочность и устойчивость ЛЭП, сооружённых не позднее 60-х годов, показали, что срок надёжной их эксплуатации составляет:

- в химически агрессивной воздушной среде ………… 15 ÷20лет,

- в нейтральной воздушной среде……………………………….. 30 ÷35 лет.

      В настоящее время в мировой практике для защиты от коррозии металлоконструкций, эксплуатирующихся в воздушной среде, лидирующее положения занимают цинковые покрытия. Это связано с тем, что цинк и цинковые сплавы обладают прекрасной стойкостью к коррозии в атмосфере, в большинстве естественных водных сред и ряде типов почв. Цинк способен образовывать защитные слои, состоящие из оксида и гидрооксида или различных основных солей (это определяется природой коррозионной среды). В результате формирования защитных слоёв, покрывающих всю поверхность металла, скорость протекания коррозии стали значительно уменьшается.
     В электролитически проводящих средах (например, влажная воздушная среда) определяющее значение на процесс коррозии цинка и его сплавов имеют два фактора: - Водородный показатель среды - в интервале рН = 6 ÷ 12,5 скорость коррозии невелика.
- Электрохимические свойства - стационарный потенциал цинка более отрицателен по водородному электроду сравнения, чем железо, поэтому в контакте с ним в электролитических средах он является анодом, т.е. разрушается, предохраняя железо от коррозии.
    В сухом воздухе на поверхности цинка под воздействием атмосферного кислорода образуется плёнка оксида цинка. При температурах ниже + 200°С плёнка на воздухе растёт очень медленно , невидима и обладает хорошей адгезией к металлу, что обеспечивает длительную защиту цинка и его сплавов от коррозии в данных условиях.
    Защитные свойства цинковых покрытий зависят в большей мере от коррозионной стойкости цинка, поэтому долговечность покрытия обуславливается, в основном, его толщиной, методом создания покрытия и агрессивностью среды. Многолетние испытания и натурные наблюдения показали, что срок службы цинкового покрытия приблизительно пропорционален его толщине. В таблице 1 приведены обобщённые результаты скорости коррозии и долговечности цинковых покрытий в атмосферных условиях Великобритании.
     Эти данные следует рассматривать как ориентировочные, т.к. на практике трудно точно определить агрессивность коррозионной среды.
     В настоящее время наиболее распространённым методом нанесения цинка на железо и сталь является цинкование погружением в расплав (горячее цинкование). Кроме него на практике применяют: напыление (металлизация), электролитический (гальванический), диффузионный (термодиффузионный), нанесение цинк-содержащих лакокрасочных материалов (создание цинкнаполненных лакокрасочных покрытий). Выбор того или иного способа нанесения покрытия определяется для каждого конкретного случая возможностями (техническими, технологическими и экономическими) получения качественного и долговечного покрытия. Охарактеризуем кратко каждый из этих методов с точки зрения применимости для противокоррозионной защиты элементов металлоконструкций опор ЛЭП.

     Таблица 1. - Скорость коррозии и долговечность цинка и цинковых покрытий (атмосфера Великобритании)

Тип атмосферы	Скорость коррозии, мкм /год			Долговечность покрытия, годы
	Цинк	Цинковые покрытия	ГЦП, МП; Толщина 200 мкм	ГЦП, МП; Толщина 100 мкм	ДП; Толщина 25 мкм	ГП; Толщина 5 мкм
Сельская	1,1	2	50 - 150	25 - 75	6 - 20	1 – 3
Городская	5	30 - 50	15 - 25	4 – 6	1	0
Морская	1,5	5	30 - 50	15 - 25	4 – 6	1
Промышленная	6,4	10	10 - 30	5 - 15	1	0,25 - 1