Li Hang,Li Xinmei*,Yang Xianchen,et al.Research progress on corrosion and life prediction of transmission tower materials under strong corrosion environment[J].Plating & Finishing,2024,(1):48-54.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2024.01.008]
强腐蚀环境下输电杆塔塔材腐蚀及寿命预测研究进展
- Title:
- Research progress on corrosion and life prediction of transmission tower materials under strong corrosion environment
- Keywords:
- strong corrosion ; transmission tower ; atmospheric corrosion ; life prediction
- 分类号:
- TG172.3
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 随着我国特高压输电工程进一步发展，强腐蚀地区输电杆塔的腐蚀问题越来越凸显，探究输电杆塔塔材在强腐蚀环境下的腐蚀行为和腐蚀机理对于保障整个输电网的安全运行至关重要。本文结合输电杆塔服役环境和腐蚀失效情况，总结了主要大气污染物腐蚀影响机制，着重梳理了不同输电杆塔塔材在海洋大气、工业大气以及海洋 - 工业大气环境下腐蚀行为的差异性及不同腐蚀环境对同一塔材腐蚀影响情况，对比讨论了大气腐蚀相关性分析方法及寿命预测方法的优缺点，并对今后输电杆塔大气腐蚀研究工作的发展方向进行了展望。
- Abstract:
- ： With the further development of ultra-high voltage transmission projects in China ， the problem of transmission tower corrosion becomes more and more prominent in strong corrosion areas. It is very important to study the corrosion behavior and corrosion mechanism of transmission tower materials in the strong corrosion environment for maintaining the safe operation of the whole transmission network. Combined with the service environment and corrosion failure of transmission tower ， the corrosion effect mechanism of main air pollutants is summarized. The differences in corrosion behavior of different transmission tower materials in marine atmosphere ， industrial atmosphere ， and marine industrial atmosphere ， as well as the impact of different corrosion environments on the corrosion of the same tower material ， are emphatically reviewed. The advantages and disadvantages of atmospheric corrosion correlation analysis method and life prediction method are compared and discussed. Finally ， the development direction of atmospheric corrosion research on transmission towers in the future is prospected.
参考文献/References:
[1] 曾尚武 , 黄耀 , 郭晓宏 , 等 . 耐候钢在输电线路杆塔中的应用与研究进展 [J/OL]. 中国材料进展 , 2022, 1-12.
[2] 张亚茹 , 黄青丹 , 刘静 , 等 . 输电杆塔钢构件腐蚀防护新技术 [J]. 热喷涂技术 , 2016, 8(1): 1-4.
[3] Natesan M, Selvaraj S, Manickam T, et al. Corrosion behavior of metals and alloys in marine-industrial environment[J]. Sci ence and Technology of Advanced Materials, 2008, 9(4): 045002.
[4] 黄孝良 . 桶型输电杆塔自振周期修正及腐蚀整体安全性能研究 [D]. 广州 : 华南理工大学 , 2017.
[5] 高岩 , 黄殷辉 , 郑志军 , 等 . Q235 钢在广东省输电杆塔现场的大气腐蚀行为 [J]. 华南理工大学学报 ( 自然科学版 ), 2018, 46(7): 39-46.
[6] Yamashita M, Maeda A, Uchida H. Crystalline rust compositions and weathering properties of steels exposed in nation-wide atmospheres for 17 years[J]. Journal of the Japan Institute of Metals, 2001, 65(11): 967-971.
[7] Morales A L, Cartagena D, Rendon J L. The relation between corrosion rate and corrosion products from low carbon steel[J]. Physica Status Solidi B-Basic Solid State Physics, 2000, 220(1): 351-356.
[8] Ma Y T, Li Y, Wang F H. Corrosion of low carbon steel in atmospheric environments of different chloride content[J]. Corrosion Science, 2009, 51(5): 997-1006.
[9] Stratmann M. The atmospheric corrosion of iron — A discussion of the physico‐chemical fundamentals of this omnipresent corrosion process invited review[J]. Berichte der Bunsengesellschaft Für Physikalische Chemi, 1990, 94(6): 626-639.
[10] Askey A, Lyon S B, Thompson G E, et al. The corrosion of iron and zinc by atmospheric hydrogen chloride[J]. Corrosion Science, 1993, 34(2): 233-247.
[11] 刘月娥 , 林翠 , 赵晴 . 碳钢在 SO 2 大气环境中的腐蚀行为 [J]. 中国腐蚀与防护学报 , 2010, 30(1): 51-57.
[12] W?rner T h, Laub H. Atmospheric corrosion of metals[J]. Journal of Corrosion Science and Engineering, 1968, 15(10): 12-13.
[13] Alcantara J, Fuente D, Chico B, et al. Marine atmospheric corrosion of carbon steel: A review[J]. Materials, 2017, 10(4): 406.
[14] Albrecht P, Hall T T. Atmospheric corrosion resistance of structural steels [J]. Journal of materials in civil engineering, 2003, 15(1): 2-24.
[15] De la Fuente D, Díaz I, Alcántara J. Corrosion mechanisms of mild steel in chloride‐rich atmospheres[J]. Materials and Corrosion, 2016, 67(3): 227-238.
[16] 潘玉霞 , 王玫 , 王志高 , 等 . 大气腐蚀环境对四川电网输变电设备腐蚀的影响研究 [J]. 材料保护 , 2018, 51(4): 110-113.
[17] Nishimura T, Tanaka K I, Shimizu Y. Effect of NaCl on rusting of steel in wet and dry corrosion cycle[J]. Tetsu to Hagane, 1995, 81(11): 1079-1084.
[18] 潘刚 , 陈文娟 , 王瑛 , 等 . 高湿热海岸大气环境中 Q235B 钢的腐蚀演化规律 [J]. 腐蚀科学与防护技术 , 2018, 30(1): 55-60.
[19] 陈文娟 , 陈翌庆 , 潘刚 . O 3 /Cl - 复合大气环境中 Q235B 钢的腐蚀演化特性 [J]. 腐蚀科学与防护技术 , 2019, 31(1): 8-18.
[20] 蒋武斌 , 孟晓波 , 廖永力 , 等 . 输电杆塔材料在海洋大气环境中的初期腐蚀行为 [J]. 热加工工艺 , 2017, 46(12): 99-103.
[21] 李文翰 , 尹学涛 , 周学杰 , 等 . 电网输变电设备钢结构和镀锌构件的大气腐蚀与防护措施 [J]. 材料保护 , 2018, 51(10): 114-118.
[22] 刘雨薇 , 赵洪涛 , 王振尧 . 碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为 [J]. 金属学报 , 2020, 56(9): 1247-1254.
[23] 孟晓波 , 蒋武斌 , 廖永力 , 等 . 输电杆塔材料在模拟工业环境中的大气腐蚀行为研究 [J]. 中国腐蚀与防护学报 , 2017, 37(5): 460-466.
[24] 陈翠 , 王瑾 , 陈娜娜 , 等 . 模拟酸雨大气环境镀锌钢的室内加速腐蚀行为和机理 [J/OL]. 表面技术 , 2022, 1-15.
[25] 车淳山 , 曾发明 , 孔纲 , 等 . 热浸镀锌铝系列合金镀层的研究进展 [J]. 材料导报 , 2013, 27(15): 135-138.
[26] 张幸 , 刘道新 , 万兰凤 , 等 . 新型耐候钢和碳钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为与机理研究 [J]. 机械科学与技术 , 2010, 29(8): 1025-1030.
[27] 张琳 , 赵春英 , 王振尧 , 等 . 模拟工业大气环境中碳钢和耐候钢的腐蚀行为研究 [J]. 电镀与精饰 , 2015, 37(4): 38-41, 46.
[28] Wang L B, Wang J H, Hu W B. Influence of Cl - on the initial corrosion of weathering steel in simulated marine-industrial atmosphere[J]. International Journal of Electrochemical Science, 2018, 13(8): 7356-7369.
[29] 郭明晓 , 潘晨 , 王振尧 , 等 . 碳钢在模拟海洋工业大气环境中初期腐蚀行为研究 [J]. 金属学报 , 2018, 54(1): 65-75.
[30] 原徐杰 , 张俊喜 , 季献武 , 等 . 电力输电杆塔用镀锌钢在污染环境中的腐蚀行为研究 [J]. 腐蚀科学与防护技术 , 2013, 25(1): 13-18.
[31] 李波 , 何锦航 , 余思伍 , 等 . 镀锌钢在模拟沿海 - 工业大气中的腐蚀行为 [J]. 材料保护 , 2022, 55(7): 128-136.
[32] 孟晓波 , 陈日 , 高岩 , 等 . 输电杆塔材料在模拟海岸 - 工业复合环境中的大气腐蚀行为研究 [J]. 热加工工艺 , 2019, 48(14): 49-53.
[33] Chen W J, Hao L, Dong J H. Effect of sulphur dioxide on the corrosion of a low alloy steel in simulated coastal industrial atmo sphere[J]. Corrosion Science, 2014, 83: 155-163.
[34] Allam I M, Arlow J S, Saricimen H. Initial stages of atmospheric corrosion of steel in the Arabian Gulf[J]. Corrosion Science, 1991, 32(4): 417-432.
[35] 梁彩凤 , 侯文泰 . 碳钢、低合金钢 16 年大气暴露腐蚀研究 [J]. 中国腐蚀与防护学报 , 2005, 25(1): 1-6.
[36] Wang Z F, Liu J R, Wu L X. Study of the corrosion behavior of weathering steels in atmospheric environments[J]. Corrosion Science, 2013, 67: 1-10.
[37] 赵悦彤 , 丁红蕾 , 邱凯娜 , 等 . 船用碳钢大气腐蚀行为的研究进展 [J]. 材料导报 , 2022, 36(S2): 385-391.
[38] 曾佳俊 , 周学杰 , 吴军 , 等 . 金属材料大气腐蚀试验相关性与寿命预测研究现状 [J]. 腐蚀科学与防护技术 , 2015, 27(1): 90-94.
[39] 周经中 , 王晓芳 , 陈云 , 等 . 输电杆塔用热镀锌钢在模拟东南沿海大气环境中的加速腐蚀试验方法研究 [J]. 材料保护 , 2021, 54(11): 57-62.
[40] 范嘉雯 , 程学群 , 李晓刚 , 等 . 纯锌在我国热带海洋大气环境耐蚀寿命预测模型 [J]. 中国有色金属学报 , 2016, 26(4): 797-806.
[41] 王振尧 , 于国才 , 韩薇 . 碳钢和低合金钢在污染环境中的大气腐蚀规律 [J]. 钢铁研究学报 , 2003, 15(3): 47-51.
[42] Maxted J. Short term testing and real time exposure[J]. Journal of Corrosion Science Engineering, 1999, 9(2): 15.
[43] 杨晓然 , 赵方超 , 杨小奎 , 等 . 多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱研制 [J]. 装备环境工程 , 2022, 19(10): 141-150.
[44] 徐迪 , 杨小佳 , 李清 , 等 . 材料大气环境腐蚀试验方法与评价技术进展 [J]. 中国腐蚀与防护学报 , 2022, 42(3): 447-457.
[45] 尹程辉 , 潘吉林 , 陈俊航 , 等 . 热带海洋大气环境下不锈钢的腐蚀寿命评估 [J]. 表面技术 , 2022, 51(4): 183-193, 246.
[46] 萧彧星 , 吴光海 , 孙宁 , 等 . BP 神经网络在碳钢和低合金钢大气腐蚀数据预测中的应用 [J]. 腐蚀科学与防护技术 , 2011, 23(2): 171-174.
[47] 黄海军 , 李婵 , 王俊 . 典型大气腐蚀介质的灰色预测模型分析 [J]. 装备环境工程 , 2012, 9(1): 13-16.
备注/Memo
收稿日期： 2023-02-26 修回日期： 2023-03-26 作者简介： 李航（ 1998 ―），男，硕士研究生， email ： 1104012735@qq.com * 通信作者： 李新梅（ 1971 ―），女，博士，教授，博士生导师，主要从事材料表面改性方面的研究。 email ： lxmxj2009@126.com 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ 52161017 ）；新疆维吾尔自治区自然科学基金项目资助（ 2022D01C386 ）