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Verzinkte Komponenten von Sendemasten – Studie zu Korrosionsproblemen

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Studie zu Korrosionsproblemen und Schutzmaßnahmen verzinkter Komponenten von Sendemasten

Inhaltsverzeichnis

Abstrakt

Als tragende Kernstruktur des Stromübertragungsnetzes, Der sichere und stabile Betrieb von Sendemasten steht in direktem Zusammenhang mit der nationalen Energiesicherheit sowie der sozialen und wirtschaftlichen Entwicklung. Verzinkungsbehandlung, als die am weitesten verbreitete und wirtschaftlichste Korrosionsschutzmethode für Sendemast Komponenten, Verlängert effektiv die Lebensdauer von Türmen aufgrund der metallurgischen Bindungseigenschaften zwischen der Zinkschicht und dem Stahlsubstrat und dem Opferanodenschutzmechanismus. jedoch, im langfristig komplexen Outdoor-Service-Umfeld, von mehreren Faktoren wie Luftverschmutzung beeinflusst, Meersalzspray, und industrielle korrosive Medien, Verzinkte Bauteile sind anfällig für Korrosionsschäden, Dies erhöht nicht nur die Betriebs- und Wartungskosten, sondern kann auch zu schwerwiegenden Sicherheitsunfällen wie dem Einsturz des Turms und einer Unterbrechung der Stromübertragung führen. Kombiniert die Praxiserfahrung des Autors als Student mit Schwerpunkt Pipeline-Industrie, Forschungsergebnisse der Industrie, die neuesten Branchendaten und technischen Fälle, In dieser Arbeit wird der Korrosionsmechanismus systematisch analysiert, Hauptkorrosionsarten und Einflussfaktoren verzinkter Bauteile von Freileitungsmasten, bespricht ausführlich die technischen Eigenschaften, Anwendungseffekte und bestehende Mängel aktueller allgemeiner Schutzmaßnahmen, und unterbreitet gezielte Optimierungsvorschläge und Anwendungsperspektiven neuer Schutztechnologien. Durch professionelle technische Analyse, Tabellenparametervergleich und Fallbeweise, Es bringt Professionalität und Praktikabilität in Einklang, Bietet Referenz für die technische Praxis des Korrosionsschutzes verzinkter Komponenten von Sendemasten, und bietet auch Referenz für die Korrosionsschutzforschung verwandter Metallkomponenten in der Pipeline-Industrie.

Schlüsselwörter

Sendemasten; Verzinkte Komponenten; Korrosionsmechanismus; Schutzmaßnahmen; Betriebs- und Wartungsoptimierung; Pipeline-Industrie

1. Einführung

Als Student mit Schwerpunkt Pipeline-Industrie, Durch das Studium von Kursen wie: “Metallkorrosion und -schutz” und “Rohrleitungsbau, Bautechnik”. Ob es sich um Öl- und Gastransportpipelines oder um Komponenten von Sendemasten handelt, Metallkorrosion ist das Kernproblem, das ihre Lebensdauer verkürzt und potenzielle Sicherheitsrisiken erhöht. Vor allem nach der Teilnahme am “Korrosionsschutzuntersuchung der Energieinfrastruktur” von der Schule organisierte praktische Aktivität, Ich habe ein intuitiveres und tiefergehendes Verständnis für die Korrosionsprobleme verzinkter Komponenten von Sendemasten gewonnen.

Während dieser Untersuchung, Unser Team war zu Besuch 3 500Betriebs- und Wartungsstationen für kV-Übertragungsleitungen und 2 Turmfertigungsfabriken in Nordchina, und untersuchte vor Ort die Korrosion von Sendemasten mit unterschiedlichen Lebensdauern und unter verschiedenen Betriebsumgebungen. Was mich am meisten beeindruckt hat, war das in einem Übertragungsleitungsabschnitt rund um eine Industriestadt, die verzinkte Schicht aus Turmwinkelstahl, Schrauben und andere Komponenten, die nur für kurze Zeit im Einsatz waren 8 Jahre war das großflächige Schälen und Pudern aufgetaucht, und die Oberfläche der Bauteile war mit rotem Rost bedeckt. Das Betriebs- und Wartungspersonal sagte, dass die Türme hier jedes Jahr entrostet und neu verzinkt werden müssten, und die Betriebs- und Wartungskosten sind sehr hoch. In der Übertragungsleitung eines Küstenbezirks, Einige Turmsockel und Ankerbolzen weisen aufgrund der langfristigen Erosion durch Meeressalznebel Lochfraß auf, und sogar der Querschnittsverlust einer Turmdiagonalstrebe durch Korrosion wurde überschritten 15%, die dringend ersetzt werden musste, Andernfalls würde es leicht zu einer Turmneigung kommen.

Nach den neuesten statistischen Daten, die vom China Electricity Council im Jahr veröffentlicht wurden 2024, Die Gesamtzahl der in Betrieb befindlichen Sendemasten in China hat überschritten 5 Million, davon mehr als 90% Nehmen Sie das Feuerverzinkungsverfahren zur Korrosionsschutzbehandlung an. Die jährlichen Wartungskosten von Türmen, die durch Korrosion verursacht werden, übersteigen 3 Billionen Yuan, und es gibt ungefähr 200 Jedes Jahr kommt es zu Unfällen mit Stromübertragungsunterbrechungen, die durch Korrosionsschäden an verzinkten Bauteilen verursacht werden, mit direkten wirtschaftlichen Verlusten über 500 Millionen Yuan. Mit der tiefgreifenden Weiterentwicklung der “Doppelkohlenstoff” strategisches Ziel, Der Bau eines neuen Energiesystems schreitet voran, und UHV-Projekte sowie neue energieunterstützende Übertragungsprojekte nehmen kontinuierlich zu. Die Serviceumgebung von Sendemasten wird immer komplexer. Die Anzahl der Türme in extremen Umgebungen wie großer Höhe, hohe Luftfeuchtigkeit und Kälte, Die starke industrielle Verschmutzung und der Salznebel im Meer nehmen zu, Dies stellt höhere Anforderungen an die Korrosionsschutzleistung verzinkter Bauteile.

Obwohl die Anwendungsszenarien der Pipeline-Industrie und des Sendeturmbereichs unterschiedlich sind, Der Korrosionsmechanismus und die Schutzlogik von Metallkomponenten sind sehr ähnlich. Beide betonen “Prävention zuerst, Kombination aus Prävention und Kontrolle”, und achten Sie auf die Wirtschaft, Praktikabilität und langfristige Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen. Basierend auf, kombiniert mit meinem Fachwissen, praktische Erfahrung, und eine Vielzahl von Branchendokumenten sowie die neuesten Normen und Spezifikationen eingesehen, Ich habe das Thema gewählt “Studie zu Korrosionsproblemen und Schutzmaßnahmen verzinkter Komponenten von Sendemasten”. Ich hoffe, durch eine eingehende Analyse der Korrosionsregeln verzinkter Komponenten effizientere und wirtschaftlichere Schutzmaßnahmen zu erforschen, das nicht nur Referenzen für den Betrieb und die Wartung von Sendemasten liefert, sondern auch Referenzen für die Korrosionsschutzforschung verwandter Metallkomponenten in der Pipelineindustrie bietet.

Der Forschungsschwerpunkt dieser Arbeit ist: der Korrosionsmechanismus von verzinkten Bauteilen und ihre Korrosionseigenschaften unter verschiedenen Umgebungen, die technischen Parameter und Anwendungseffekte aktueller allgemeiner Schutzmaßnahmen, und die gezielten Vorschläge zur Schutzoptimierung kombiniert mit Praxisbeispielen. Im Forschungsprozess, es wird übermäßiges theoretisches leeres Gerede vermeiden, Der Schwerpunkt liegt auf der Kombination von Theorie und Praxis, Integrieren Sie die einzigartigen Erkenntnisse aus persönlichen Untersuchungen, Balance zwischen Professionalität und umgangssprachlichem Ausdruck, und versuchen Sie, branchenübliche Ausdrücke zu verwenden, um eine starre Stapelung von Fachbegriffen zu vermeiden, um die Forschungsergebnisse praktischer und umsetzbarer zu machen.

2. Übersicht über verzinkte Komponenten von Sendemasten

2.1 Zusammensetzung und Funktion verzinkter Bauteile

Sendemasten sind räumliche Fachwerkkonstruktionen, die aus verschiedenen verzinkten Metallbauteilen zusammengesetzt sind. Zu ihren verzinkten Bauteilen gehören hauptsächlich die Hauptturmbeine, Winkelstahl, Kanalstahl, Verbindungsplatten, Bolzen, Ankerschrauben, Leitern, etc. Verschiedene Komponenten spielen im Turm unterschiedliche Rollen, Ihre Anforderungen an den Korrosionsschutz sind jedoch gleich: Alle müssen eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion und Korrosion durch chemische Medien aufweisen, um sicherzustellen, dass innerhalb der vorgesehenen Lebensdauer keine schwerwiegenden Korrosionsschäden auftreten (normalerweise 30 Jahre).

Unter ihnen, Tragende Komponenten wie Hauptturmbeine und Winkelstahl sind die krafttragenden Kernkomponenten des Turms, und die Integrität der verzinkten Schicht wirkt sich direkt auf die mechanischen Eigenschaften und die strukturelle Stabilität der Komponenten aus. Verbindungselemente wie Bolzen und Ankerbolzen, obwohl es relativ geringen Kräften ausgesetzt ist, führt zu einer lockeren Verbindung der Turmkomponenten und löst eine allgemeine strukturelle Instabilität aus, sobald es zu Korrosionsschäden oder Brüchen kommt. Hilfskomponenten wie Verbindungsplatten, die längere Zeit im Freien stehen, sind anfällig für Schäden an der verzinkten Schicht durch Regen und Staubansammlung, was zu Korrosion führt.

Hierbei ist zu betonen, dass es sich bei der Verzinkungsschicht der verzinkten Freileitungsmastbauteile nicht um eine einzelne Zinkschicht handelt, aber eine doppelschichtige Struktur aus “Zink-Eisen-Legierungsschicht + reine Zinkschicht” entsteht durch metallurgische Reaktion zwischen Zink und Stahlsubstrat. Der Vorteil dieser Struktur besteht darin, dass die Zink-Eisen-Legierungsschicht eng mit dem Substrat verbunden ist und nicht leicht abfällt, während die reine Zinkschicht eine Rolle als Opferanodenschutz spielt, Bietet doppelten Schutz für die Korrosionsschutzleistung der Komponenten. Dies steht im Wesentlichen im Einklang mit dem verzinkten Korrosionsschutzprinzip von Öltransportleitungen in der Pipelineindustrie. jedoch, aufgrund der unterschiedlichen Krafteigenschaften und Betriebsumgebungen der Übertragungsturmkomponenten, die Anforderungen an die Dicke, Gleichmäßigkeit und Haftung der verzinkten Schicht sind strenger.

2.2 Verzinkungsprozess und technische Parameter

Gegenwärtig, Die Verzinkungsprozesse von Freileitungsmastkomponenten werden hauptsächlich in zwei Arten unterteilt: Feuerverzinkung und Elektroverzinkung. Unter ihnen, Auf die Feuerverzinkung entfallen mehr als 95% aufgrund seiner guten Korrosionsschutzwirkung einer der Marktführer für Turmverzinkungen, lange Lebensdauer und moderate Kosten. Elektroverzinkung wird nur für einige kleine Hilfskomponenten oder Innenkomponenten verwendet. Dieser Beitrag konzentriert sich auf die Korrosionsprobleme feuerverzinkter Bauteile.

Feuerverzinkungsverfahren, einfach ausgedrückt, besteht darin, die Stahlteile nach dem Entrosten und Entfetten in die geschmolzene Zinklösung einzutauchen (Temperatur der Zinklösung auf 440–460 °C geregelt). Nach einer gewissen Zeit des Eintauchens, Das Stahlsubstrat reagiert metallurgisch mit der Zinklösung und bildet eine gleichmäßige und dichte verzinkte Schicht auf der Oberfläche der Komponenten. Gemäß GB/T 2694–2023 “Technische Bedingungen für die Herstellung von Übertragungsmasten”, Die Dicke der feuerverzinkten Schicht für tragende Bauteile von Sendemasten darf nicht weniger als 86 μm betragen, und dass für nicht tragende Komponenten nicht weniger als 65 μm betragen darf. Die Haftung der verzinkten Schicht muss den Anforderungen von entsprechen “Kein Abblättern oder Abheben nach dem Hammertest”, und die Salzsprühbeständigkeit darf im 480-Stunden-neutralen Salzsprühtest keinen Rotrost erreichen.

Während der Untersuchung, Ich habe festgestellt, dass es gewisse Unterschiede in den Verzinkungsprozessparametern verschiedener Produktionsfabriken gibt, die sich direkt auf die Qualität und die Korrosionsschutzwirkung der verzinkten Schicht auswirken. Tabelle 1 Im Folgenden werden die Parameter des Feuerverzinkungsprozesses verglichen 3 Mainstream-Turmfertigungsfabriken in China. Kombiniert mit meiner Beobachtung in der Fabrikwerkstatt, Es wird eine kurze Analyse der Auswirkungen von Parameterunterschieden durchgeführt.

Herstellername	Temperatur der Zinklösung (°C)	Eintauchzeit (min)	Vorbehandlungsmethode	Dicke der verzinkten Schicht (um)	Haftung (Hammertest)	Tatsächlicher Anwendungseffekt (Zusammenfassung der Untersuchung)
Hersteller A (Ein Hersteller in Hebei)	445±5	3-5 (je nach Bauteildicke angepasst)	Abbeizen + Phosphatieren + Waschen mit Wasser	90-100	Kein Abblättern oder Anheben, leichte lokale Kratzer	Für Komponenten im Einsatz für 10 Jahre, die Integritätsrate der verzinkten Schicht erreicht 85%. Die Korrosion konzentriert sich hauptsächlich auf die Verbindungsstellen der Bauteile, und die Betriebs- und Wartungskosten sind niedrig.
Hersteller B (Ein Hersteller in Shandong)	455±5	2-4	Abbeizen + Waschen mit Wasser (keine Phosphatierung)	80-90	Leichte lokale Anhebung, kein großflächiges Abblättern	Für Komponenten im Einsatz für 8 Jahre, Die Integritätsrate der verzinkten Schicht beträgt ca 70%. Die Oberfläche einiger Bauteile ist gepudert, und Korrosionsschutzlack muss regelmäßig ausgebessert werden.
Hersteller C (Ein Hersteller in Jiangsu)	440±5	4-6	Sandstrahlen Entrosten + Waschen mit Wasser	100-110	Kein Abblättern oder Anheben, hervorragende Haftung	Für Komponenten im Einsatz für 12 Jahre, die Integritätsrate der verzinkten Schicht erreicht 90%. Korrosion ist selten, Wird hauptsächlich in Gebieten mit starker Korrosion wie Küsten- und Schwerindustriegebieten eingesetzt.

Tabelle 1 Vergleich der Prozessparameter der Feuerverzinkung und Anwendungseffekte von 3 Mainstream-Turmhersteller in China

Es ist aus der Tabelle ersichtlich 1 die Temperatur der Zinklösung, Eintauchzeit und Vorbehandlungsmethode sind die wichtigsten Parameter, die die Qualität der verzinkten Schicht beeinflussen. Unter ihnen, Die Vorbehandlungsmethode hat den offensichtlichsten Einfluss. Hersteller C verwendet die Vorbehandlungsmethode Sandstrahlen und Entrosten + Waschen mit Wasser. Verglichen mit der Beizbehandlung der Hersteller A und B, Es kann Rost gründlicher entfernen, Oxidablagerungen und Ölflecken auf der Oberfläche von Bauteilen, wodurch die Verbindung zwischen der verzinkten Schicht und dem Untergrund enger wird. Deshalb, die verzinkte Schicht ist dicker, hat eine bessere Haftung, und hat in der praktischen Anwendung eine bessere Korrosionsschutzwirkung. Obwohl die Prozesskosten etwas höher sind, Die langfristigen Betriebs- und Wartungskosten sind geringer, Dies eignet sich besser für Turmkomponenten in Bereichen mit starker Korrosion.

Dies entspricht voll und ganz der Prozesslogik der Rohrleitungsverzinkung in der Rohrleitungsindustrie. Im Rohrleitungsbau, Eine unzureichende Vorbehandlung führt außerdem zu einer schlechten Haftung und einem leichten Ablösen der verzinkten Schicht, Dies führt zu Korrosion in der Rohrleitung. Im Kursexperiment von “Rohrleitungsbau, Bautechnik”, Ich habe ein Vergleichsexperiment durchgeführt: Es wurden zwei Stahlrohre derselben Spezifikation entnommen, einer wurde durch Sandstrahlen entrostet, das andere durch Beizen. Beide wurden feuerverzinkt und anschließend einem Salzsprühtest unterzogen. Die Ergebnisse zeigten, dass die verzinkte Schicht des Stahlrohrs nach der Entrostung durch Sandstrahlen nach einem 600-stündigen Salzsprühtest immer noch keinen roten Rost aufwies, während das Stahlrohr nach dem Beizen und Entrosten erst nach 400 Stunden lokalen Rotrost aufwies. Dies bestätigt auch, dass die Verbesserung des Vorbehandlungsprozesses die Grundlage für die Verbesserung der Korrosionsschutzleistung der verzinkten Schicht ist.

3. Korrosionsmechanismus und Korrosionsarten verzinkter Bauteile

3.1 Analyse des Korrosionsmechanismus verzinkter Komponenten

Die Korrosion verzinkter Komponenten von Sendemasten ist im Wesentlichen ein umfassender Prozess der elektrochemischen Korrosion und chemischen Korrosion der verzinkten Schicht und des Stahlsubstrats in der komplexen Außenumgebung, Unter ihnen ist die elektrochemische Korrosion die Hauptursache. Das Korrosionsproblem verzinkter Bauteile verstehen, Wir müssen zunächst ihren Korrosionsmechanismus klären – der die zentrale Grundlage für die Formulierung von Schutzmaßnahmen darstellt.

Der Hauptbestandteil der verzinkten Schicht ist Zink. Das Standardelektrodenpotential von Zink beträgt -0.76V, während das von Stahl ist -0.44V. Das Elektrodenpotential von Zink ist niedriger als das von Stahl. Deshalb, wenn die verzinkte Schicht auf der Oberfläche des verzinkten Bauteils intakt ist, Zink fungiert als Anode und das Stahlsubstrat als Kathode, Bildung eines galvanischen Zellkreises in einer feuchten Umgebung. Zu diesem Zeitpunkt, Zink unterliegt bevorzugt einer Oxidationsreaktion (d.h., Opferanode), korrodiert und aufgelöst werden, während das Stahlsubstrat vor Korrosion geschützt ist. Das ist das “Opferanodenschutzmechanismus” der verzinkten Schicht, Dies ist auch das Grundprinzip des verzinkten Korrosionsschutzes.

Die Oxidationsreaktionsgleichung von Zink lautet: Zn – 2e⁻ = Zn²⁺. Zn²⁺ verbindet sich mit OH⁻ in der Umgebung zu Zn(OH)₂, welches weiter oxidiert wird, um stabile Korrosionsprodukte wie ZnO und ZnCO₃ zu bilden. Diese Korrosionsprodukte haften an der Oberfläche der verzinkten Schicht und bilden einen dichten Passivfilm, Dies kann eine weitere Korrosion von Zink verhindern und auch externe korrosive Medien verhindern (wie Regenwasser, Salzspray, Industrieabgas, usw.) dass es nicht mit dem Stahlsubstrat in Berührung kommt, eine doppelte Schutzfunktion spielen.

jedoch, Diese Schutzwirkung kann nur erreicht werden, wenn die verzinkte Schicht intakt ist. Wenn die verzinkte Schicht durch Verschleiß beschädigt wird, kratzen, alterung und andere gründe, und das Stahlsubstrat ist korrosiven Medien ausgesetzt, die Situation wird sich ändern. Zu diesem Zeitpunkt, in der galvanischen Zelle aus Zink und Stahl, Zink fungiert weiterhin als Anode und Stahl als Kathode. jedoch, aufgrund der Beschädigung der verzinkten Schicht, der Korrosionsbereich von Zink wird reduziert, und die Korrosionsrate wird erheblich zunehmen. Wenn die verzinkte Schicht vollständig korrodiert und verbraucht ist, Der Stahluntergrund wird direkt korrosiven Medien ausgesetzt und beginnt zu korrodieren.

Bei der Korrosion des Stahlsubstrats handelt es sich ebenfalls um elektrochemische Korrosion: in einer feuchten Umgebung, Auf der Oberfläche des Stahls bildet sich ein Wasserfilm. Der Wasserfilm löst Sauerstoff, Kohlendioxid, Salze und andere Substanzen, um eine Elektrolytlösung zu bilden. Eisen und Kohlenstoff im Stahl bilden eine galvanische Zelle. Eisen fungiert als Anode für die Oxidationsreaktion zur Bildung von Fe²⁺. Fe²⁺ verbindet sich mit OH⁻ zu Fe(OH)₂, welches weiter oxidiert wird, um Fe zu erzeugen(OH)₃. Fe(OH)₃ dehydriert unter Bildung von Fe₂O₃·nH₂O (d.h., roter Rost). Roter Rost hat eine lockere Struktur und kann das Eindringen korrosiver Medien nicht verhindern, Dies führt zu einer kontinuierlichen Korrosion des Stahlsubstrats, und letztendlich zu Querschnittsverlusten an Bauteilen führen, verminderte mechanische Eigenschaften und sogar Ausfall.

Zusätzlich zur elektrochemischen Korrosion, Auch verzinkte Bauteile unterliegen einer chemischen Korrosion. Wenn korrosive Medien wie Industrieabgase vorhanden sind (wie SO₂, NEIN₂, HCl, usw.) und Meersalzspray (enthält Cl⁻) in der Umwelt, Diese Medien reagieren direkt chemisch mit der verzinkten Schicht, zerstören den Passivfilm und beschleunigen die Korrosion von Zink. Beispielsweise, SO₂ reagiert mit der verzinkten Schicht unter Bildung von ZnSO₄·7H₂O (Zinksulfatkristall), die eine lockere Textur hat und leicht abfällt, Dies führt zu einer allmählichen Ausdünnung der verzinkten Schicht. Cl⁻ kann den Passivfilm durchdringen und mit Zink reagieren, um ZnCl₂ zu erzeugen, das in Wasser löslich ist, Beschleunigung der Lochfraßkorrosion der verzinkten Schicht.

Hier möchte ich einen persönlichen Einblick gepaart mit meiner praktischen Erfahrung teilen: in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit und großen Temperaturunterschieden, Der Wasserfilm auf der Oberfläche verzinkter Bauteile bleibt lange bestehen, und der Wasserfilm wird weitere korrosive Medien lösen, Dadurch wird die Geschwindigkeit der elektrochemischen Korrosion erheblich beschleunigt. Während der Untersuchung, Ich habe das in den Sendemasten in den Berggebieten mit hoher Luftfeuchtigkeit im Süden gefunden, obwohl es keine industrielle Verschmutzung und keinen Salznebel im Meer gibt, unter der gleichen Lebensdauer, Der Korrosionsgrad verzinkter Bauteile ist viel schwerwiegender als in den trockenen Gebieten im Norden. Dies liegt daran, dass es in den südlichen Bergregionen das ganze Jahr über häufig regnet und die Luftfeuchtigkeit hoch ist (Die jährliche durchschnittliche relative Luftfeuchtigkeit überschreitet 80%), und der Wasserfilm auf der Oberfläche verzinkter Bauteile kann nicht lange trocknen, Daher kommt es kontinuierlich zu elektrochemischer Korrosion, Dies führt zu einem schnellen Verbrauch der verzinkten Schicht.

In Ergänzung, nach den Forschungsdaten des National Center for Materials Corrosion and Protection Science, Der Korrosionsprozess und die Korrosionsprodukte von verzinktem Stahl unterscheiden sich in verschiedenen typischen atmosphärischen Umgebungen erheblich, Dies führt auch zu unterschiedlichen Korrosionsraten und Korrosionseigenschaften von verzinkten Bauteilen in unterschiedlichen Umgebungen, folgendermaßen:

1. Unbelastete ländliche Atmosphäre: hauptsächlich von O₂ und CO₂ beeinflusst. Die verzinkte Schicht wird korrodiert, um ZnO und Zn₅ zu erzeugen(CO₃)₂(OH)₆. Diese Korrosionsprodukte sind stabil und dicht, wodurch weitere Korrosion wirksam verhindert werden kann, und die Korrosionsrate ist am langsamsten;

2. Industrielle atmosphärische Umgebung: Das wichtigste korrosive Gas ist SO₂. Die verzinkte Schicht wird korrodiert, wodurch Zn₄SO₄ entsteht(OH)₆·4H₂O und Zn₄Cl₂(OH)₄SO₄·5H₂O. Diese Korrosionsprodukte haben eine lockere Textur und können leicht abfallen, Beschleunigung der Korrosion;

3. Meeresatmosphärische Umgebung: reich an Cl⁻. Die verzinkte Schicht korrodiert und es entstehen Produkte wie Zn₅(CO₃)₂(OH)₆ und Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O. Bei der Korrosion handelt es sich hauptsächlich um Lochfraß im Anfangsstadium, die sich allmählich zu allgemeiner Korrosion entwickelt, und die Korrosionsrate ist am schnellsten.

Zusammenfassend, Der Korrosionsmechanismus verzinkter Bauteile lässt sich wie folgt zusammenfassen:: wenn die verzinkte Schicht intakt ist, Es schützt das Stahlsubstrat durch den Opferanodenschutzmechanismus, und bildet einen passiven Film zum weiteren Schutz; wenn die verzinkte Schicht beschädigt ist, Der Schutzmechanismus der Opferanode versagt, Das Stahlsubstrat unterliegt einer elektrochemischen Korrosion, und das korrosive Medium beschleunigt den Verbrauch der verzinkten Schicht und die Korrosion des Substrats, Dies führt letztendlich zum Korrosionsversagen der Komponenten.

3.2 Hauptarten und Eigenschaften der Korrosion

Kombiniert mit Untersuchungspraxis und Branchenliteratur, entsprechend den unterschiedlichen Korrosionsumgebungen und Korrosionsformen, Die Korrosion verzinkter Bauteile von Sendemasten wird hauptsächlich in die folgenden Bereiche unterteilt 4 Typen. Jeder Typ hat seine einzigartigen Korrosionseigenschaften und Entstehungsgründe. Im tatsächlichen Betrieb und bei der Wartung, Wir können die Korrosionsart und den Korrosionsgrad auch anhand der Korrosionseigenschaften beurteilen, und dann gezielte Schutzmaßnahmen ergreifen.

3.2.1 Gleichmäßige Korrosion

Gleichmäßige Korrosion, auch allgemeine Korrosion genannt, ist die häufigste Korrosionsart an verzinkten Bauteilen. Es kommt hauptsächlich an der Oberfläche der verzinkten Schicht vor, Dies zeigt, dass die verzinkte Schicht gleichmäßig verdünnt ist, pulverisiert und im Ganzen abgezogen. Die Oberfläche des Bauteils weist ein gleichmäßiges Grauweiß oder Grauschwarz auf. Im späteren Stadium, wenn die verzinkte Schicht vollständig abgeblättert ist und der Stahluntergrund freiliegt, Es entsteht gleichmäßig roter Rost.

Diese Art von Korrosion tritt hauptsächlich in Gebieten mit relativ milder Atmosphäre auf, wie ländliche Gebiete und Vororte, wo es keine ernsthafte industrielle Verschmutzung und keine Salzsprühnebel im Meer gibt. Bei den korrosiven Medien handelt es sich hauptsächlich um Regenwasser, Luftfeuchtigkeit und Kohlendioxid. Seine Korrosionsgeschwindigkeit ist relativ langsam. Normalerweise, Die jährliche Verlustdicke der verzinkten Schicht beträgt 3-5μm. Gemäß der in GB/T 2694–2023 angegebenen Dicke der verzinkten Schicht (nicht weniger als 86μm), im ländlichen Umfeld, Die verzinkte Schicht verzinkter Bauteile kann die Korrosionsschutzwirkung aufrechterhalten 20-30 Jahre, was im Grunde die geplante Lebensdauer des Turms erfüllen kann.

Während der Untersuchung, Ich sah einen Sendemast, der schon seit 1970 in Betrieb war 25 Jahre in einer ländlichen Gegend. Die Oberfläche seiner Komponenten wies eine typische gleichmäßige Korrosion auf – die verzinkte Schicht war vollständig pulverisiert, mit leichtem Abblättern an einigen Stellen. Das freigelegte Stahlsubstrat wies eine geringe Menge Rotrost auf, aber der Querschnittsverlust der Komponenten war gering, und die mechanischen Eigenschaften könnten noch den Anforderungen genügen. Das Betriebs- und Wartungspersonal musste die abgeschälten Teile lediglich erneut verzinken, um sie weiter verwenden zu können.

Die Merkmale einer gleichmäßigen Korrosion sind: gleichmäßige Korrosionsverteilung, stabile Korrosionsrate, relativ geringe Beschädigung der Komponenten, und relativ einfache Wartung in der späteren Phase. Es kann vor allem durch regelmäßiges Nachverzinken und Auftragen von Korrosionsschutzanstrichen gemildert werden.

3.2.2 Lochfraß

Lochfraß, auch Lochfraß genannt, ist die gefährlichste Art der Korrosion verzinkter Bauteile. Es kommt hauptsächlich an der Oberfläche der verzinkten Schicht vor, Dies zeigt, dass die verzinkte Schicht lochgroße Korrosionslöcher aufweist, die sich nach und nach vertiefen und erweitern, und dringen sogar in die verzinkte Schicht ein, Dies führt zur Freilegung des Stahlsubstrats, und dann die Bildung lokaler Korrosion des Substrats auslöst “Rostgruben”.

Diese Art von Korrosion tritt hauptsächlich in Umgebungen auf, die Halogenionen wie Cl⁻ und Br⁻ enthalten, vor allem in Küstengebieten, salzhaltig-alkalische Landflächen, und nördliche kalte Gebiete, in denen Schneeschmelzsalz verwendet wird. Cl⁻ hat einen kleinen Radius und eine starke Penetrationsfähigkeit, die den Passivfilm auf der Oberfläche der verzinkten Schicht durchdringen kann, bilden lokale Korrosionszellen auf der Oberfläche der verzinkten Schicht, und führen zu lokaler, schneller Korrosion des Zinks unter Bildung von Lochfraß. Außerdem, Sobald sich Lochfraß gebildet hat, die Konzentration korrosiver Medien (wie Cl⁻) innerhalb der Boxen wird weiter zunehmen, und die Korrosionsrate wird sich weiter beschleunigen, Bildung “autokatalytische Korrosion”, Dies führt schließlich zur Perforation der verzinkten Schicht und zur Korrosion des Stahlsubstrats.

Nach den Angaben im “Weißbuch zum Korrosionsschutz von Übertragungsmasten” herausgegeben von der Chinesischen Gesellschaft für Korrosion und Schutz in 2024, Die Häufigkeit von Lochfraß an verzinkten Turmbauteilen in Küstengebieten ist so hoch wie 65%, und die Lochfraßkorrosionsrate kann 8–12 μm pro Jahr erreichen. Einige Komponenten im Einsatz für 5 Jahre wird es Lochfraßperforationen geben.

Während der Ermittlungen in einem Küstenbezirk, Ich sah einen Ankerbolzen eines Turms, der schon seit 1970 in Betrieb war 6 Jahre. Seine Oberfläche war mit Lochfraß bedeckt, und einige Löcher waren in die verzinkte Schicht eingedrungen. Der freigelegte Untergrund war mit Rotrost bedeckt. Gemessen mit einem Messschieber, Der Durchmesser des Bolzens hatte sich um 2 mm verringert, die den zulässigen Sicherheitsbereich überschritten und dringend ersetzt werden mussten.

Die Merkmale der Lochfraßkorrosion sind: kleiner Korrosionsbereich, schnelle Korrosionsrate, starke Verschleierung, und im Anfangsstadium schwer zu finden. Einmal gefunden, es hat oft schwere Korrosionsschäden verursacht, und beeinträchtigte sogar die Tragfähigkeit von Bauteilen, was sehr leicht zu Sicherheitsunfällen führen kann. Deshalb, Lochfraß ist der zentrale und schwierige Punkt beim Korrosionsschutz verzinkter Bauteile.

Hier möchte ich einen persönlichen Einblick geben: in der Pipeline-Industrie, Auch die verzinkte Schicht von Öl- und Gastransportleitungen ist sehr anfällig für Lochfraß. Speziell für in Küstengebieten verlegte Rohrleitungen, Von Zeit zu Zeit kommt es zu Pipeline-Leckageunfällen, die durch Lochfraß verursacht werden. Durch den Vergleich der Lochfraßkorrosionsphänomene von Rohrleitungen und Türmen, Ich habe herausgefunden, dass das Auftreten von Lochfraß nicht nur mit der Cl⁻-Konzentration in der Umgebung zusammenhängt, sondern auch auf die Gleichmäßigkeit der verzinkten Schicht. Die Teile mit ungleichmäßiger Dicke der verzinkten Schicht und Verunreinigungen sind eher Ausgangspunkt für Lochfraß. Deshalb, Die Verbesserung der Gleichmäßigkeit der verzinkten Schicht und die Reduzierung von Verunreinigungen in der verzinkten Schicht sind der Schlüssel zur Vermeidung von Lochfraß.

3.2.3 Spaltkorrosion

Spaltkorrosion tritt vor allem an den Verbindungsstellen verzinkter Bauteile auf, wie zum Beispiel die Verbindungen zwischen Winkelstahl und Anschlussplatten, die Verbindungen zwischen Schrauben und Muttern, und die Überlappungsverbindungen von Bauteilen. Es äußert sich durch schnelle Korrosion und Abblättern der verzinkten Schicht in den Spalten, Roter Rost auf dem Stahluntergrund, und sogar lose und festsitzende Komponentenverbindungen.

Die Entstehung dieser Korrosionsart ist vor allem darauf zurückzuführen, dass sich in den Fugen an den Bauteilfugen leicht Regenwasser ansammelt, Staub, korrosive Medien, usw., Bildung “Spaltlösung”. Die Sauerstoffkonzentration in den Spalten ist geringer als außerhalb, eine bilden “Sauerstoffkonzentrationszelle”– Die Innenseite der Spalten ist die Anode und die Außenseite die Kathode, Dies führt zu einer schnellen Korrosion der verzinkten Schicht und des Stahlsubstrats in den Spalten. Gleichzeitig, die Korrosionsprodukte in den Spalten können nicht rechtzeitig abgeführt werden, was die Korrosion weiter verschlimmert und einen Teufelskreis bildet.

Während der Untersuchung, Ich habe festgestellt, dass fast alle Türme seit mehr als 30 Jahren in Betrieb sind 5 Seit einigen Jahren kommt es zu unterschiedlich starker Spaltkorrosion an den Verbindungsstellen der Bauteile, insbesondere die Verbindungen zwischen Schrauben und Muttern, die am stärksten korrodiert sind. Die Mitarbeiter einer Betriebs- und Wartungsstation erzählten uns, dass sie jedes Jahr die Turmbolzen entrosten und ölen, Dennoch können sie Spaltkorrosion nicht vollständig vermeiden. Einige Schrauben sitzen aufgrund von Korrosion fest und können nicht demontiert werden, Sie müssen also durch Schneiden ersetzt werden, Dies erhöht nicht nur den Betriebs- und Wartungsaufwand, sondern kann auch zu Schäden an den Komponenten führen.

Die Merkmale der Spaltkorrosion sind: Die Korrosion konzentriert sich auf die Bauteilspalten, mit starker Verschleierung und schneller Korrosionsrate. Es ist leicht, die Verbindungsleistung von Komponenten zu beeinträchtigen, und beeinträchtigen dann die allgemeine strukturelle Stabilität des Turms. Außerdem, Spaltkorrosion tritt häufig gleichzeitig mit Lochfraßkorrosion auf, verschlimmernde Korrosionsschäden.

3.2.4 Spannungsrisskorrosion

Spannungsrisskorrosion ist eine Form des Korrosionsversagens verzinkter Bauteile unter Einwirkung von Korrosion “korrosives Medium + Stress”. Sie tritt vor allem an den krafttragenden Bauteilen auf (wie zum Beispiel Hauptturmbeine, Diagonalwinkelstahl) und Verbindungskomponenten (wie hochfeste Schrauben) des Turmes. Es äußert sich durch kleine Risse auf der Oberfläche der Bauteile, die sich allmählich ausdehnen und schließlich zum Bruch des Bauteils führen.

Die Entstehung dieser Art von Korrosion erfordert zwei notwendige Bedingungen: Einer davon ist die Existenz korrosiver Medien (wie zum Beispiel Industrieabgase, Meersalzspray, usw.), und das andere ist das Vorhandensein interner oder externer Belastungen der Komponenten (wie etwa Eigenspannungen, die während der Herstellung entstehen, Spannung und Druck, denen der Turm während des Betriebs ausgesetzt ist). Unter Einwirkung korrosiver Medien, die verzinkte Schicht auf der Oberfläche des Bauteils ist beschädigt, und die korrosiven Medien dringen in den Stahluntergrund ein. Gleichzeitig, Das Vorhandensein von Spannungen führt zu Mikrorissen auf der Oberfläche des Substrats. Die korrosiven Medien sammeln sich in den Rissen an, Beschleunigung der Rissausdehnung, und schließlich zum Bruch der Komponente führen.

Die Häufigkeit von Spannungsrisskorrosion ist relativ gering, aber der Schaden ist groß. Sobald es auftritt, Dies führt direkt zum Ausfall von Turmkomponenten und zu schwerwiegenden Sicherheitsunfällen wie dem Einsturz des Turms und einer Unterbrechung der Stromübertragung. Laut der “Statistischer Bericht über Sicherheitsunfälle von Übertragungsleitungen” veröffentlicht vom State Grid in 2024, im 2023, es gab 3 Unfälle durch Turmeinsturz aufgrund von Spannungsrisskorrosion an Turmkomponenten in China, alle treten in Gebieten mit starker industrieller Verschmutzung auf. Der Hauptgrund liegt darin, dass die Eigenspannung während des Bauteilherstellungsprozesses nicht beseitigt wurde, und gleichzeitig, es wurde lange Zeit durch Industrieabgase korrodiert, was zu Spannungsrisskorrosion führt.

Während der Untersuchung, obwohl ich die Bauteile mit Spannungsrisskorrosion nicht mit eigenen Augen gesehen habe, Das Betriebs- und Wartungspersonal zeigte uns Fotos relevanter Unfallfälle – an einem hochfesten Bolzen, die verzinkte Schicht hatte sich abgeblättert, und es gab einen offensichtlichen Riss in der Mitte des Bolzens, die durch den gesamten Querschnitt des Bolzens verlief, was schließlich zum Bolzenbruch führt, Bauteil der Turmdiagonale fällt ab, und Turmneigung.

Um die Eigenschaften klarer zu vergleichen, Entstehungsgründe und Gefahren verschiedener Korrosionsarten, Ich habe die Tabelle sortiert 2 unten zusammen mit Untersuchungsergebnissen und Fachwissen als Referenz.

Korrosionstyp	Korrosionseigenschaften	Gründungsgründe	Hauptdienstumgebung	Gefahrenstufe	Erkennungsschwierigkeit
Gleichmäßige Korrosion	Die verzinkte Schicht wird gleichmäßig verdünnt, pulverisiert und im Ganzen abgezogen, und im späteren Stadium tritt gleichmäßig roter Rost auf.	Umfassende Wirkung von elektrochemischer Korrosion und chemischer Korrosion, Korrosive Medien wirken gleichmäßig auf die Bauteiloberfläche.	Milde atmosphärische Umgebungen wie ländliche und vorstädtische Gebiete.	★★☆☆☆	★☆☆☆☆ (Leicht zu erkennen)
Lochfraß	Auf der verzinkten Schicht bilden sich lochgroße Korrosionsgruben, die sich nach und nach vertiefen und perforieren, sodass Rostgruben entstehen.	Halogenionen wie Cl⁻ dringen in den Passivfilm ein, bilden lokale Korrosionszellen, und autokatalytische Korrosion verursachen.	Küstengebiete, salzhaltig-alkalisches Land, nördliche schneeschmelzende Salzgebiete.	★★★★★	★★★☆☆ (Im Frühstadium schwer zu erkennen)
Spaltkorrosion	Die verzinkte Schicht löst sich ab und in den Bauteilspalten bildet sich roter Rost, mit losen und festsitzenden Verbindungen.	In Spalten sammeln sich korrosive Medien an, bilden Sauerstoffkonzentrationszellen, und Korrosionsprodukte können nicht abgeführt werden.	Alle Umgebungen, besonders feuchte und staubige Bereiche.	★★★☆☆	★★★★☆ (Starke Verschleierung)
Spannungsrisskorrosion	Auf der Bauteiloberfläche entstehen kleine Risse, die sich allmählich ausdehnen und schließlich zum Bruch führen.	Kombinierte Wirkung von korrosiven Medien und innerer/äußerer Beanspruchung von Bauteilen.	Starke industrielle Verschmutzung, Küsten- und andere Gebiete mit starker Korrosion und großer Bauteilbelastung.	★★★★★	★★★★★ (Extrem schwer zu erkennen)

Tabelle 2 Vergleich der wichtigsten Korrosionsarten verzinkter Komponenten von Sendemasten

4. Hauptfaktoren, die die Korrosion verzinkter Bauteile beeinflussen

Die Korrosion verzinkter Bauteile von Sendemasten ist nicht auf einen einzelnen Faktor zurückzuführen, sondern die kombinierte Wirkung verschiedener Faktoren wie Umweltfaktoren, Komponenteneigene Faktoren, Prozessfaktoren, sowie Betriebs- und Wartungsfaktoren. Während der Untersuchung, Ich habe festgestellt, dass verzinkte Komponenten mit derselben Lebensdauer und denselben Spezifikationen in verschiedenen Umgebungen große Unterschiede im Korrosionsgrad aufweisen, unterschiedliche Herstellungsprozesse und unterschiedliche Betriebs- und Wartungsstufen – einige sind danach noch intakt 15 Dienstjahre, während andere danach schwere Korrosionsschäden erleiden 5 Dienstjahre.

Kombiniert mit meinem Fachwissen, praktische Beobachtung und die neuesten Branchendaten herangezogen, Im Folgenden fasse ich die Hauptfaktoren zusammen, die die Korrosion verzinkter Bauteile beeinflussen 4 Kategorien. Jede Kategorie von Faktoren wird im Detail analysiert, kombiniert mit spezifischen Untersuchungsfällen und persönlichen Erkenntnissen, in der Hoffnung, eine zielgerichtete Grundlage für die spätere Formulierung von Schutzmaßnahmen zu schaffen.

4.1 Umweltfaktoren (Kerneinflussfaktoren)

Umweltfaktoren sind die Hauptfaktoren, die die Korrosion verzinkter Bauteile beeinflussen. Denn die Bauteile sind über einen langen Zeitraum der Außenbewitterung ausgesetzt und werden direkt von den korrosiven Medien der Umgebung beeinflusst, desto stärker ist die Korrosivität der Umgebung, desto schneller ist die Korrosionsrate der Komponenten. Nach den Untersuchungsergebnissen, Zu den Umweltfaktoren zählt vor allem die Luftfeuchtigkeit, korrosive Medien, Temperaturänderung, Beleuchtung, usw., wobei Luftfeuchtigkeit und korrosive Medien den größten Einfluss haben.

4.1.1 Luftfeuchtigkeit

Die Luftfeuchtigkeit ist eine notwendige Voraussetzung für das Auftreten elektrochemischer Korrosion – nur bei einem kontinuierlichen Wasserfilm (d.h., Elektrolytlösung) Bildet sich auf der Oberfläche verzinkter Bauteile ein galvanischer Zellkreis, kann es zu elektrochemischer Korrosion kommen. Deshalb, desto höher ist die Luftfeuchtigkeit, desto länger besteht der Wasserfilm auf der Bauteiloberfläche, und desto schneller ist die elektrochemische Korrosionsrate.

Laut den vom China Meteorological Data Network veröffentlichten nationalen Daten zur Verteilung der Luftfeuchtigkeit im Jahr 2024, Die jährliche durchschnittliche relative Luftfeuchtigkeit in Südchina beträgt 75%-85%, und das in Nordchina 45%-65%. Deshalb, Die Korrosionsrate verzinkter Bauteile in Südchina beträgt 30%-50% schneller als in Nordchina. Dieses Phänomen habe ich bei der Untersuchung auch festgestellt: die Integritätsrate der verzinkten Schicht von Türmen im Einsatz für 8 Jahre in einer südlichen Grafschaft beträgt nur 60%, während das der Türme im Dienst für 8 Jahre in einem nördlichen Landkreis sind mehr als 80%, und der Korrosionsgrad ist deutlich geringer.

Besonders in der Pflaumenregenzeit im Süden, mit kontinuierlichem Niederschlag und Luftfeuchtigkeit nahe 100%, Der Wasserfilm auf der Oberfläche von Bauteilen kann nicht lange trocknen, der Passivfilm der verzinkten Schicht ist beschädigt, und die Korrosionsrate von Zink wird stark beschleunigt. Nach der Pflaumenregenzeit, Einige Komponenten weisen deutliche Pulver- und Lochfraßkorrosion auf. Dies steht völlig im Einklang mit dem Korrosionsgesetz von Pipelines in Südchina in der Pipelineindustrie – in der feuchten Umgebung im Süden, Die Korrosionsrate von Pipelines ist viel höher als in den trockenen Gebieten im Norden.

4.1.2 Ätzendes Medium

Korrosives Medium ist der Schlüsselfaktor, der die Korrosion verzinkter Bauteile beschleunigt. Verschiedene Arten korrosiver Medien haben unterschiedliche Korrosionswirkungen auf Bauteile, Unter diesen haben industrielle Verschmutzungsmedien und Meeressalzsprühmedien die stärksten Korrosionseffekte.

Zu den industriellen Verschmutzungsmedien gehört hauptsächlich SO₂, NEIN₂, HCl, Staub, usw., die hauptsächlich von Industrieunternehmen wie Chemiefabriken stammen, Stahlwerke, und thermische Kraftwerke. Diese Medien reagieren chemisch mit der verzinkten Schicht, den Passivfilm beschädigen, und beschleunigen die Korrosion von Zink. Gleichzeitig, Diese Medien lösen sich im Wasserfilm auf, Dadurch sinkt der pH-Wert des Wasserfilms, bilden eine saure Elektrolytlösung, und beschleunigen die elektrochemische Korrosion. Während der Untersuchung rund um eine Schwerindustriestadt, Ich sah, dass sich die verzinkte Schicht der Sendemasten in diesem Bereich nach nur wenigen Tagen in großem Umfang abgelöst hatte 6 Dienstjahre, und die Oberfläche der Bauteile war mit rotem Rost bedeckt. Das Betriebs- und Wartungspersonal teilte uns mit, dass die SO₂-Konzentration in der Atmosphäre in diesem Bereich bis zu 0,15 mg/m³ betrug, das war 3 mal den nationalen Standard, und die Korrosionsrate der Komponenten betrug 2-3 mal so viel wie in ländlichen Gebieten.

Meersalzsprühmedien enthalten hauptsächlich NaCl, MgCl₂, usw., die hauptsächlich aus der Meeresatmosphäre stammen, und ihre Kernkorrosionskomponente ist Cl⁻. Cl⁻ hat eine starke Penetrationsfähigkeit, die den Passivfilm der verzinkten Schicht durchdringen kann, Lochfraß und Spaltkorrosion auslösen, und die Bauteilkorrosion beschleunigen. Nach neuesten Branchendaten, Die Korrosionsrate verzinkter Bauteile in Küstengebieten kann 8–12 μm pro Jahr erreichen, welches ist 3-4 mal so viel wie in ländlichen Gebieten. Einige Türme in Küstengebieten müssen jeden Tag komplett entrostet und neu verzinkt werden 5 Jahre, mit extrem hohen Betriebs- und Wartungskosten.

In Ergänzung, Der Boden in salzhaltig-alkalischen Landgebieten enthält viele Salzstoffe, die durch Kapillarwirkung zum Turmfuß und zu den Ankerbolzen aufsteigt, Korrosion verursachen. In nördlichen kalten Gebieten, Im Winter wird Schneeschmelzsalz verwendet, und Cl⁻ im Schneeschmelzsalz haften an der Bauteiloberfläche, was auch die Korrosion beschleunigt.

4.1.3 Temperaturänderung und Beleuchtung

Allerdings ist der Einfluss von Temperaturschwankungen und Beleuchtung auf die Korrosion verzinkter Bauteile nicht so groß wie der von Luftfeuchtigkeit und korrosiven Medien, es wird auch die Korrosion bei langfristiger Einwirkung beschleunigen. Temperaturänderungen führen zu einer thermischen Ausdehnung und Kontraktion der verzinkten Schicht, thermischen Stress erzeugen. Bei wiederholter thermischer Belastung über einen längeren Zeitraum kommt es zu Rissen und Abblättern der verzinkten Schicht, Dies ist in Gebieten mit großen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht offensichtlicher (wie hochgelegene Gebiete).

Beleuchtung (insbesondere ultraviolettes Licht) beschleunigt die Alterung und Pulverisierung der verzinkten Schicht, die Struktur der verzinkten Schicht beschädigen, die Kompaktheit der verzinkten Schicht verringern, erleichtern das Eindringen korrosiver Medien, und dann die Korrosion beschleunigen. Während der Untersuchung in hochgelegenen Gebieten, Ich habe die verzinkte Schicht der oberen Komponenten des Turms gesehen (die längere Zeit starkem ultraviolettem Licht ausgesetzt sind) war deutlich pulverförmiger als die unteren Bestandteile. Bei einigen oberen Bauteilen löste sich bei Berührung mit der Hand die verzinkte Schicht.

4.2 Komponenteneigene Faktoren

Zu den komponenteneigenen Faktoren zählt vor allem das Material, Querschnittsform, Oberflächenzustand der Bauteile, etc. Diese Faktoren beeinflussen die Qualität der verzinkten Schicht und die Haftung korrosiver Medien, und dann die Korrosionsrate beeinflussen.

In Bezug auf das Komponentenmaterial, Die Hauptmaterialien der Turmkomponenten sind Q235-Stahl und Q355-Stahl. Die Korrosionsbeständigkeit von Q235-Stahl ist etwas schlechter als die von Q355-Stahl. Deshalb, Die Korrosionsrate von Bauteilen aus Q235-Stahl ist etwas schneller als die von Bauteilen aus Q355-Stahl. Während der Untersuchung, Ich habe festgestellt, dass die Querschnittsverlustrate von Winkelstahl aus Q235-Stahl, der von einem Hersteller hergestellt wurde, betrug 10% nach 8 Dienstjahre, während der Winkelstahl nur aus Q355-Stahl bestand 6% nach 8 Dienstjahre.

Was die Querschnittsform betrifft, desto komplexer ist die Querschnittsform des Bauteils, desto leichter kann sich Regenwasser ansammeln, Staub und korrosive Medien, Spalten bilden, und Spaltkorrosion auslösen. Beispielsweise, die Ecken aus Winkelstahl und Kanalstahl, und die Überlappungsverbindungen der Verbindungsplatten sind Bereiche mit hoher Spaltkorrosionsrate. Die Bauteile mit kreisförmigem Querschnitt (wie die Stahlrohre von Stahlrohrtürmen) Regenwasser und Staub können leicht abperlen, nicht leicht anzuhäufen, und die Korrosionsrate ist relativ langsam.

In Bezug auf den Oberflächenzustand, Die Rauheit und Sauberkeit der Bauteiloberfläche beeinflusst die Gleichmäßigkeit und Haftung der verzinkten Schicht. Bauteile mit zu rauen Oberflächen, Grate, Oxidablagerungen und andere Defekte weisen eine ungleichmäßige Dicke der verzinkten Schicht auf, die anfällig für schwache Verbindungen ist und zum Ausgangspunkt für Korrosion wird. Bauteile mit schlechter Oberflächenreinheit und Ölflecken, Staub und andere Verunreinigungen führen zu einer schlechten Verbindung zwischen der verzinkten Schicht und dem Untergrund, einfaches Schälen, und beschleunigte Korrosion.

4.3 Prozessfaktoren

Zu den Prozessfaktoren gehört hauptsächlich der Verzinkungsprozess, Herstellungsprozess, Montageprozess, etc. Diese Faktoren bestimmen direkt die Qualität der verzinkten Schicht, und dann die Korrosionsleistung der Komponenten beeinträchtigen. Dies ist auch der Faktor, den ich während der Untersuchung am stärksten gespürt habe – in derselben Umgebung, Der Korrosionsgrad von Bauteilen mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren ist sehr unterschiedlich.

In Bezug auf den Verzinkungsprozess, wie bereits erwähnt, Die Korrosionsschutzwirkung der Feuerverzinkung ist besser als die der Elektroverzinkung, und die Korrosionsschutzwirkung der Vorbehandlung durch Sandstrahlen und Entrosten ist besser als die der Beizbehandlung. Die Rationalität der Temperatur der Zinklösung und der Eintauchzeit beeinflusst auch die Dicke und Haftung der verzinkten Schicht. Während der Untersuchung, Ich habe festgestellt, dass die Korrosionsrate von Bauteilen, die durch Feuerverzinkung behandelt wurden, höher ist + Sandstrahlen Entrosten ist mehr als 60% langsamer als bei elektroverzinkten Bauteilen + Beizen.

Was den Herstellungsprozess betrifft, Die bei der Komponentenherstellung entstehenden Eigenspannungen erhöhen das Risiko von Spannungsrisskorrosion. Eine schlechte Schweißqualität der Bauteile führt dazu, dass sich die verzinkte Schicht an den Schweißverbindungen leicht ablöst, Korrosion an den Schweißverbindungen auslösen. Während der Untersuchung in einer Turmfertigungsfabrik, Ich sah, dass sich an den Schweißnähten einiger geschweißter Bauteile die verzinkte Schicht gelöst hatte. Das Werkspersonal erklärte, dies liege daran, dass beim Schweißen die Temperatur an den Schweißstellen zu hoch gewesen sei, was zum Ausbrennen der verzinkten Schicht führt, und die anschließende Neuverzinkung war nicht gründlich, was zu Korrosion führt.

4.4 Betriebs- und Wartungsfaktoren

Betriebs- und Wartungsfaktoren sind die Schlüsselfaktoren, um die Korrosion verzinkter Komponenten zu verzögern und den sicheren Betrieb von Sendemasten zu gewährleisten. Auch wenn die Komponenten hochwertig gefertigt sind, wenn der Betrieb und die Wartung nicht vorhanden sind, die Korrosionsrate wird beschleunigt, und die Lebensdauer der Komponenten wird deutlich verkürzt. Dies steht im Einklang mit dem Betriebs- und Wartungskonzept der Pipeline-Industrie –”Eine präzise Wartung kann die Lebensdauer von Geräten verlängern 30% oder mehr”.

Zu den wichtigsten Betriebs- und Wartungsfaktoren gehört die Perfektion des Inspektionssystems, die Pünktlichkeit der Wartung, und die Professionalität des Wartungspersonals. Ein solides Inspektionssystem kann sicherstellen, dass versteckte Korrosionsgefahren frühzeitig erkannt und rechtzeitig behoben werden, Vermeidung einer weiteren Korrosionsentwicklung. Pünktliche Wartung, wie zum Beispiel Entrosten, Ausbesserungslackierung und Reinigung, kann das Eindringen korrosiver Medien wirksam blockieren und den Korrosionsprozess verzögern. Die Professionalität des Wartungspersonals bestimmt, ob die Wartungsmethoden angewendet werden, Materialien und Prozesse sind angemessen, was sich direkt auf den Erhaltungseffekt auswirkt.

Während der Untersuchung, Ich stellte fest, dass es einen signifikanten Unterschied im Korrosionsgrad von Türmen gab, die von verschiedenen Betriebs- und Wartungsstationen verwaltet wurden. In Nordchina wurde eine Betriebs- und Wartungsstation eingerichtet “digitale Inspektion” System. Mit mobilen Terminals erfassen Inspektoren jeden Monat den Korrosionsstatus jedes Turms, einschließlich der Korrosionsstelle, Korrosionsart und Korrosionsgrad, und laden Sie die Daten in das Hintergrundverwaltungssystem hoch. Sobald Korrosion entdeckt wird, lauern versteckte Gefahren, Das System gibt automatisch eine Wartungsaufgabe aus, und es wird Wartungspersonal eingesetzt, das sich darum kümmert 7 Arbeitstage. Der Korrosionsgrad der von ihm verwalteten Türme ist im Allgemeinen gering, und die durchschnittliche Lebensdauer der Komponenten wird um ca. verlängert 5 Jahre im Vergleich zum Branchendurchschnitt.

Im Gegenteil, Eine Betriebs- und Wartungsstation in einer abgelegenen Bergregion verfügt über unzureichende Arbeitskräfte und veraltete Wartungskonzepte. Der Inspektionszyklus der Türme erfolgt einmal im Jahr, und die Inspektion ist hauptsächlich eine manuelle Sichtprüfung, Es ist schwierig, versteckte Korrosionsgefahren wie Lochfraß und Spaltkorrosion zu finden. Die Wartung wird oft verzögert, bis die Komponenten offensichtliche Korrosionsschäden aufweisen (wie großflächiges Abblättern der verzinkten Schicht und Rotrost auf dem Untergrund), Dies erhöht nicht nur die Wartungskosten, sondern birgt auch potenzielle Sicherheitsrisiken. Während der Untersuchung, Das haben wir gefunden 30% der Türme in diesem Bereich weisen Bauteile mit einem Querschnittsverlust von mehr als 10 % auf 10%, die dringend ersetzt werden müssen.

In Ergänzung, Auch die Auswahl der Pflegematerialien hat Einfluss auf die Pflegewirkung. Einige Betriebs- und Wartungseinheiten wählen für die Ausbesserungsbeschichtung einen kostengünstigen Korrosionsschutzlack, der nicht zur verzinkten Schicht passt. Die Haftung zwischen dieser Art von Farbe und der verzinkten Schicht ist schlecht, und es lässt sich leicht abziehen, nachdem es für kurze Zeit der Außenumgebung ausgesetzt wurde, die keine schützende Rolle spielen können und aufgrund der Ansammlung von Wasser und Staub zwischen der Lackschicht und der verzinkten Schicht sogar die Korrosion beschleunigen.

5. Korrosionsschutzmaßnahmen und technische Fallanalyse

Basierend auf der systematischen Analyse des Korrosionsmechanismus, Hauptkorrosionsarten und Einflussfaktoren verzinkter Bauteile, kombiniert mit der Ermittlungspraxis des Autors, Fachwissen und Branchenerfahrung, In diesem Kapitel werden gezielte Korrosionsschutzmaßnahmen aus zwei Kernstufen vorgestellt: Herstellungsphase (Quellenprävention) und Betriebs- und Wartungsphase (Prozesskontrolle). Das Prinzip von “Prävention zuerst, Kombination aus Prävention und Kontrolle, und Klassifizierung des Schutzes” wird eingehalten, und die Wirtschaft, Praktikabilität und langfristige Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen werden umfassend berücksichtigt. Gleichzeitig, kombiniert mit spezifischen Engineering-Fällen, Die Anwendungseffekte dieser Maßnahmen werden überprüft und analysiert, um praktische Referenzen für die Ingenieurspraxis des Korrosionsschutzes von verzinkten Bauteilen von Sendemasten bereitzustellen.

5.1 Schutzmaßnahmen in der Herstellungsphase (Quellenprävention)

Die Herstellungsphase ist die Quelle für die Kontrolle der Korrosion verzinkter Komponenten. Die Qualität der in dieser Phase hergestellten Komponenten bestimmt direkt deren anfängliche Korrosionsbeständigkeit. Deshalb, Durch die Stärkung der Qualitätskontrolle in der Herstellungsphase und die Optimierung des Herstellungsprozesses kann die Korrosionsbeständigkeit verzinkter Komponenten grundlegend verbessert und die versteckten Korrosionsgefahren im späteren Serviceprozess verringert werden. Kombiniert mit der Untersuchung von Turmfertigungsfabriken und dem Fachwissen der Pipelineindustrie, Die spezifischen Schutzmaßnahmen sind wie folgt:

5.1.1 Optimieren Sie den Verzinkungsprozess und verbessern Sie die Qualität der verzinkten Schicht

Der Verzinkungsprozess ist der entscheidende Faktor für die Korrosionsbeständigkeit verzinkter Bauteile. Der Schlüssel zur Optimierung des Verzinkungsprozesses liegt in der strengen Kontrolle des Vorbehandlungsprozesses und der Verzinkungsparameter, um sicherzustellen, dass die verzinkte Schicht eine ausreichende Dicke aufweist, gleichmäßige Verteilung und starke Haftung. Speziell, Folgende Maßnahmen können ergriffen werden:

Erste, Einführung fortschrittlicher Vorbehandlungstechnologie. Für Komponenten, die in rauen Umgebungen wie Küstengebieten eingesetzt werden, Schwerindustriebereiche und Bereiche mit hoher Luftfeuchtigkeit, Sandstrahlen und Entrosten sollten als Hauptvorbehandlungsmethode eingesetzt werden, und Beizen + Phosphatieren + Als zusätzliche Behandlung kann das Waschen mit Wasser eingesetzt werden. Durch Sandstrahlen kann der Rost gründlich entfernt werden, Rost, Ölflecken und Grate auf der Oberfläche von Bauteilen, Dadurch wird erreicht, dass die Oberfläche von Bauteilen eine bestimmte Rauheit erreicht (normalerweise 40-80μm), was der Kombination der verzinkten Schicht und des Stahlsubstrats förderlich ist. Im Vergleich zum herkömmlichen Beizen und Entrosten, Durch Sandstrahlen kann das Entrosten vermieden werden “übermäßiges Beizen” Phänomen der Komponenten, Reduzieren Sie die Oberflächenfehler von Bauteilen, und die Gleichmäßigkeit und Haftung der verzinkten Schicht verbessern. Gemäß den vergleichenden Testergebnissen des Kursexperiments des Autors, Die Haftung der verzinkten Schicht nach dem Entrosten durch Sandstrahlen ist gering 20%-30% höher als nach dem Beizen und Entrosten, und die Salzsprühbeständigkeit wird um mehr als erhöht 50%.

Zweite, Kontrollieren Sie die Parameter des Verzinkungsprozesses streng. Die Temperatur der Zinklösung sollte streng auf 440–460 °C kontrolliert werden. Wenn die Temperatur zu hoch ist, die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Zink und Stahl wird zu schnell sein, Dies führt zu einer ungleichmäßigen Dicke der verzinkten Schicht, schlechte Haftung und leichtes Abziehen; wenn die Temperatur zu niedrig ist, Die Zinklösung weist eine hohe Viskosität auf, Es ist schwierig, eine gleichmäßige verzinkte Schicht zu bilden, und die Dicke der verzinkten Schicht entspricht nicht den Anforderungen. Die Eintauchzeit sollte entsprechend der Dicke der Bauteile angepasst werden: für dünnwandige Bauteile (Dicke weniger als 10 mm), die Eintauchzeit beträgt 2-4min; für dickwandige Bauteile (Dicke mehr als 10 mm), die Eintauchzeit beträgt 4-6min, um sicherzustellen, dass die Dicke der verzinkten Schicht den Anforderungen von GB/T 2694–2023 entspricht (tragende Bauteile nicht kleiner als 86μm, nicht tragende Bauteile nicht kleiner als 65μm).

Dritte, Fügen Sie eine Passivierungsbehandlung nach der Galvanisierung hinzu. Nach dem Verzinken, Die Komponenten können mit einer Chromatpassivierung oder einer Passivierung mit dreiwertigem Chrom behandelt werden, um einen dichten Passivierungsfilm auf der Oberfläche der verzinkten Schicht zu bilden. Der Passivierungsfilm kann die verzinkte Schicht effektiv von den äußeren korrosiven Medien isolieren, verhindern die Oxidation und Korrosion von Zink, und die Korrosionsbeständigkeit der Komponenten weiter verbessern. Gleichzeitig, Der Passivierungsfilm kann auch das Aussehen der verzinkten Schicht verbessern und den Verschleiß der verzinkten Schicht während des Transports und der Montage verringern. Es ist zu beachten, dass die Chromatpassivierung eine gewisse Umweltbelastung mit sich bringt, also Passivierung mit dreiwertigem Chrom (Umweltschutz Passivierung) wird in der praktischen Anwendung empfohlen.

5.1.2 Verbessern Sie den Herstellungsprozess und reduzieren Sie versteckte Gefahren

Mängel im Herstellungsprozess von Bauteilen führen zu einer Verschlechterung der Qualität der verzinkten Schicht und einer Zunahme versteckter Korrosionsgefahren. Deshalb, Die Verbesserung des Herstellungsprozesses und die Beseitigung von Mängeln im Herstellungsprozess sind wichtige Maßnahmen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit verzinkter Bauteile. Zu den konkreten Maßnahmen gehören::

Erste, Eliminieren Sie die Eigenspannung der Komponenten. Beim Schneiden entsteht eine große Eigenspannung, Beugung, Schweißen und andere Prozesse von Komponenten. Das Vorhandensein von Eigenspannungen verringert nicht nur die mechanischen Eigenschaften von Bauteilen, sondern erhöht auch das Risiko von Spannungsrisskorrosion. Deshalb, nach der Herstellung von Bauteilen, Wärmebehandlung (wie zum Beispiel eine Glühbehandlung) Um die Restspannung innerhalb der Komponenten zu beseitigen, sollte eine Vibrationsalterungsbehandlung durchgeführt werden. Die Glühtemperatur wird auf 600-700℃ geregelt, und die Wärmekonservierungszeit beträgt 2-3 Stunden, wodurch effektiv mehr als beseitigt werden kann 80% der Eigenspannung. Während der Untersuchung in einer großen Turmfertigungsfabrik, Wir haben festgestellt, dass die Komponenten nach der Vibrationsalterungsbehandlung eine Spannungsrisskorrosionsrate aufweisen 90% niedriger als bei Bauteilen ohne Spannungsabbaubehandlung.

Zweite, Verbesserung der Schweißqualität von Bauteilen. Schweißfehler (wie Schweißrisse, Poren, unvollständige Penetration) führt zu einer schlechten Verbindung zwischen der verzinkten Schicht und dem Untergrund an den Schweißverbindungen, und die Schweißverbindungen sind anfällig für Korrosion. Deshalb, Der Schweißprozess soll optimiert werden: Verwenden Sie Schweißstäbe mit niedrigem Wasserstoffgehalt oder Schutzgasschweißtechnologie, um Schweißfehler zu reduzieren; Kontrollieren Sie die Schweißtemperatur und die Schweißgeschwindigkeit, um ein Ausbrennen der verzinkten Schicht an den Schweißverbindungen zu vermeiden; für Bauteile, die nach dem Verzinken geschweißt werden müssen, ein spezielles Korrosionsschutz-Reparaturmittel (wie zum Beispiel zinkhaltige Farbe) sollte zur Ausbesserung nach dem Schweißen verwendet werden, um die Integrität der Korrosionsschutzschicht an den Schweißverbindungen sicherzustellen.

Dritte, Optimieren Sie die strukturelle Gestaltung von Komponenten. Bei der konstruktiven Gestaltung von Bauteilen sollte die Bildung toter Ecken und Spalten möglichst vermieden werden, um die Ansammlung von Regenwasser zu verhindern, Staub und korrosive Medien und reduzieren das Auftreten von Spaltkorrosion. Beispielsweise, Die Überlappungsfugen der Verbindungsplatten sollten mit Entwässerungslöchern versehen sein, um den Abfluss von Regenwasser zu erleichtern; Die Ecken von Winkelstahl und Kanalstahl sollten abgerundet sein, um die Ansammlung von Staub und korrosiven Medien zu reduzieren; Die Oberfläche der Bauteile sollte möglichst glatt sein, um die Anhaftung korrosiver Medien zu verringern. Für Komponenten, die in Küstengebieten und Schwerindustriegebieten eingesetzt werden, Die Konstruktion sollte stärker auf Korrosionsschutz ausgerichtet sein, und die Anzahl der Spalten sollte so weit wie möglich reduziert werden.

5.1.3 Wählen Sie Hochleistungsmaterialien und verbessern Sie die Korrosionsbeständigkeit von Komponenten

Die Auswahl der Bauteilmaterialien hat direkten Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit verzinkter Bauteile. Für Sendemasten, die in verschiedenen Serviceumgebungen eingesetzt werden, Um die Gesamtkorrosionsbeständigkeit der Komponenten zu verbessern, sollten geeignete Hochleistungsmaterialien ausgewählt werden, Reduzieren Sie die Korrosionsrate, und verlängern die lebensdauer. Konkrete Vorschläge sind wie folgt:

Erste, Wählen Sie wetterbeständigen Stahl für Komponenten in Umgebungen mit leichter Korrosion. Witterungsbeständiger Stahl (wie Q235NH, Q355NH) enthält Legierungselemente wie Cu, P, Cr, In, das in der atmosphärischen Umgebung einen dichten und stabilen Schutzfilm auf der Oberfläche bilden kann. Der Schutzfilm kann das Stahlsubstrat effektiv vor korrosiven Medien isolieren, spielen eine gute Anti-Korrosions-Rolle. Die Korrosionsrate von wetterbeständigem Stahl beträgt 1/5-1/10 von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl. Obwohl die Anschaffungskosten für wetterbeständigen Stahl betragen 15%-20% höher als die von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl, Die langfristigen Betriebs- und Wartungskosten werden erheblich reduziert, das für Türme in ländlichen Gebieten geeignet ist, Vororte und andere Umgebungen mit leichter Korrosion.

Zweite, Wählen Sie verzinkten Aluminiumlegierungsstahl für Komponenten in rauen Korrosionsumgebungen. Für Türme in Küstengebieten, Schwerindustriegebiete und salzhaltig-alkalische Landgebiete, Es kann verzinkter Aluminiumlegierungsstahl verwendet werden. Die Schicht aus verzinkter Aluminiumlegierung besteht aus 55% Aluminium, 43.5% Zink und 1.5% Silizium. Die Korrosionsbeständigkeit der Legierungsschicht beträgt 2-3 mal so viel wie die reine Zinkschicht. Aluminium in der Legierungsschicht kann auf der Oberfläche einen dichten Al₂O₃-Schutzfilm bilden, das eine starke Beständigkeit gegen Cl⁻- und SO₂-Korrosion aufweist. Gleichzeitig, Die Legierungsschicht weist eine gute Haftung und Verschleißfestigkeit auf, wodurch Lochfraß und Spaltkorrosion wirksam verhindert werden können. Laut Branchentestdaten, die Lebensdauer von Bauteilen aus verzinkter Aluminiumlegierung in Küstengebieten erreichen kann 40-50 Jahre, Das ist doppelt so viel wie bei rein feuerverzinkten Bauteilen.

Dritte, Wählen Sie hochfeste, korrosionsbeständige Schrauben zum Verbinden von Komponenten. Hochfeste Schrauben sind wichtige Verbindungselemente von Sendemasten, und ihr Korrosionsversagen wirkt sich direkt auf die strukturelle Stabilität des Turms aus. Für Schrauben, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden, hochfeste korrosionsbeständige Schrauben (wie zum Beispiel 10.9S-Schrauben aus verzinkter Aluminiumlegierung, Edelstahlschrauben) kann ausgewählt werden. Diese Schrauben weisen nicht nur eine hohe mechanische Festigkeit, sondern auch eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, Dadurch können Korrosionsstaus und Brüche wirksam vermieden werden. In Ergänzung, Zur weiteren Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit kann das Gewinde der Bolzen mit Korrosionsschutzfett beschichtet werden.

5.2 Schutzmaßnahmen in der Betriebs- und Wartungsphase (Prozesskontrolle)

Die Betriebs- und Wartungsphase ist das entscheidende Glied, um die Korrosion verzinkter Komponenten zu verzögern und den sicheren Betrieb von Sendemasten zu gewährleisten. Auch wenn die Komponenten hochwertig gefertigt sind, Um ihre Korrosionsschutzleistung voll auszuschöpfen und ihre Lebensdauer zu verlängern, sind wissenschaftlicher und standardisierter Betrieb und Wartung erforderlich. Kombiniert mit der Untersuchung von Betriebs- und Wartungsstationen und der Betriebs- und Wartungserfahrung der Pipelineindustrie, Die spezifischen Schutzmaßnahmen in der Betriebs- und Wartungsphase sind wie folgt:

5.2.1 Verbessern Sie das tägliche Inspektionssystem und entdecken Sie versteckte Gefahren rechtzeitig

Die Einrichtung eines wissenschaftlichen und perfekten täglichen Inspektionssystems ist die Voraussetzung für die rechtzeitige Erkennung verborgener Korrosionsgefahren und die Durchführung gezielter Wartungsarbeiten. Entsprechend der Schwere der Serviceumgebung der Türme, Zur Umsetzung sollte ein hierarchisches Inspektionssystem eingerichtet werden “geheime Inspektion, Präzise Frühwarnung”.

Erste, einen hierarchischen Inspektionszyklus formulieren. Für Türme in rauen Korrosionsumgebungen (küstengebiete, Schwerindustriegebiete, Bereiche mit hoher Luftfeuchtigkeit, salzhaltig-alkalische Landflächen), Der Inspektionszyklus sollte auf einmal pro Quartal verkürzt werden; für Türme in Umgebungen mit leichter Korrosion (ländliche Gebiete, Vororte), Der Inspektionszyklus kann einmal pro Jahr erfolgen; für Schlüsseltürme (wie Türme in der Nähe wichtiger Einrichtungen, Türme mit großer Spannweite), Der Inspektionszyklus sollte auf einmal im Monat verkürzt werden. In Ergänzung, nach extremem Wetter (wie zum Beispiel starker Regen, starker Wind, Starker Schneefall), Durch zusätzliche Kontrollen sollte überprüft werden, ob die verzinkte Schicht der Bauteile beschädigt ist und ob Korrosion vorliegt.

Zweite, eine Kombination aus manueller Inspektion und moderner Erkennungstechnologie einsetzen. Die manuelle Inspektion wird hauptsächlich zur Überprüfung offensichtlicher Korrosionserscheinungen an Bauteilen eingesetzt, wie großflächiges Abblättern der verzinkten Schicht, Roter Rost auf dem Untergrund, lose Verbindungen von Komponenten, etc. Bei versteckten Korrosionsgefahren wie Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion, moderne Erkennungstechnologien wie Ultraschallprüfung, Es sollten Infrarot-Wärmebildkameras und Korrosionssensorüberwachung eingeführt werden. Mit der Ultraschallprüfung können durch Korrosion verursachte Querschnittsverluste von Bauteilen erkannt werden; Infrarot-Wärmebildkameras können die lokale Korrosion von Bauteilen erkennen, indem sie den Temperaturunterschied auf der Bauteiloberfläche erfassen; Korrosionssensoren können die Korrosionsrate von Bauteilen in Echtzeit überwachen und frühzeitig vor Korrosion warnen.

Dritte, Einrichtung einer digitalen Inspektions- und Verwaltungsplattform. Notieren Sie die Inspektionsdaten (Korrosionsort, Korrosionstyp, Korrosionsgrad, Wartungsvorschläge, usw.) in die digitale Plattform, etablieren a “ein Turm, eine Datei” Managementsystem. Die Plattform kann die Korrosionsdaten analysieren und beurteilen, Vorhersage des Korrosionsentwicklungstrends von Komponenten, und automatisch Wartungsaufgaben veranlassen, um die Informatisierung und Intelligenz von Betrieb und Wartung zu realisieren.

5.2.2 Rechtzeitige Entrostung, Ausbesserungsbeschichtung und Korrosionsverzögerung

Sobald bei der Inspektion Korrosion festgestellt wird, Es sollte entsprechend dem Korrosionsgrad rechtzeitig behandelt werden, um die weitere Entwicklung von Korrosion zu verhindern. Das Prinzip von “abgestufte Behandlung, entsprechende Maßnahmen” sollten eingehalten werden, Je nach Korrosionsgrad sollten unterschiedliche Wartungsmethoden angewendet werden:

Erste, Behandlung von leichter Korrosion. Für Bauteile mit leichter Korrosion (Die verzinkte Schicht ist leicht gepudert, keine Substratbelichtung, Korrosionsbereich kleiner als 5%), Durch manuelles Schleifen oder Sandstrahlen können der Rost und die verzinkte Pulverschicht auf der Oberfläche entfernt werden, und dann der zur verzinkten Schicht passende Korrosionsschutzanstrich (wie zum Beispiel zinkhaltige Farbe, Fluorkohlenstofffarbe) kann zur Ausbesserungslackierung aufgetragen werden. Die Dicke der Ausbesserungslackschicht sollte mit der Dicke der verzinkten Schicht übereinstimmen, im Allgemeinen 80-100μm. Beim Auftragen der Farbe, Die Oberfläche der Bauteile sollte sauber und trocken gehalten werden, um die Haftung der Lackschicht zu gewährleisten.

Zweite, Behandlung mäßiger Korrosion. Für Bauteile mit mäßiger Korrosion (die verzinkte Schicht ist teilweise abgeblättert, Das Substrat liegt teilweise frei, Korrosionsbereich ist 5%-20%, Querschnittsverlust ist geringer als 10%), Um den Rost und die restliche verzinkte Schicht auf der Oberfläche gründlich zu entfernen, sollte eine Entrostung durch Sandstrahlen durchgeführt werden, Anschließend sollte eine erneute Verzinkung oder eine schwere Korrosionsschutzbeschichtung durchgeführt werden. Durch erneutes Verzinken kann die Korrosionsschutzleistung der Bauteile wieder auf das ursprüngliche Niveau gebracht werden, aber die Kosten sind relativ hoch; schwere Korrosionsschutzbeschichtung (wie zum Beispiel eine dreischichtige PE-Beschichtung) hat eine gute Korrosionsbeständigkeit, niedrige Kosten, und eignet sich für Bauteile, die sich nur schwer zerlegen und neu verzinken lassen.

Dritte, Behandlung schwerer Korrosion. Für Bauteile mit starker Korrosion (Die verzinkte Schicht löst sich vollständig ab, Der Untergrund liegt vollständig frei, Korrosionsbereich mehr als 20%, Querschnittsverlust mehr als 10%), Sie sollten rechtzeitig ausgetauscht werden, um Sicherheitsunfälle zu vermeiden. Beim Austausch von Komponenten, Es sollten neue Komponenten ausgewählt werden, die den Korrosionsschutzanforderungen entsprechen, und der Installationsprozess sollte standardisiert sein, um Schäden an der verzinkten Schicht während der Installation zu vermeiden.

In Ergänzung, für Türme in rauen Korrosionsumgebungen, Es kann eine regelmäßige Korrosionsschutzwartung durchgeführt werden. Auf die Oberfläche der verzinkten Schicht kann jeweils eine Schicht Korrosionsschutzbeschichtung aufgetragen werden 5-8 Jahre, um eine zu bilden “verzinkte Schicht + Korrosionsschutzbeschichtung” Doppeltes Schutzsystem, wodurch die Lebensdauer von Komponenten effektiv verlängert werden kann.

5.2.3 Verbessern Sie die Reinigung und Wartung und reduzieren Sie die Anhaftung korrosiver Medien

Die regelmäßige Reinigung der Oberfläche von Sendeturmbauteilen ist eine wirksame Maßnahme, um die Anhaftung korrosiver Medien zu verringern und Korrosion zu verzögern. Entsprechend der Serviceumgebung der Türme, Es sollten gezielte Reinigungs- und Wartungsmaßnahmen ergriffen werden:

Erste, Reinigung von Bauteilen in Industriebereichen. Für Türme in der Nähe von Industriegebieten, Auf der Oberfläche der Komponenten kann leicht Staub haften, Industrieabgaspartikel und andere korrosive Ablagerungen. Hochdruck-Wasserpistolen (Wasserdruck auf 10–15 MPa geregelt) kann zur regelmäßigen Reinigung der Bauteile verwendet werden (einmal alle 6 Monate). Das Reinigungswasser sollte sauberes Leitungswasser sein, Bei schwer zu reinigenden Ablagerungen kann Reinigungsmittel gezielt zugegeben werden. Nach der Reinigung, Die Oberfläche der Bauteile sollte rechtzeitig getrocknet werden, um die Bildung eines Wasserfilms zu vermeiden.

Zweite, Reinigung von Bauteilen in Küstengebieten. Für Türme in Küstengebieten, Auf der Oberfläche von Bauteilen haften leicht Salznebelablagerungen (enthält Cl⁻). Nach starkem Regen, Die Oberfläche der Komponenten sollte rechtzeitig mit frischem Wasser gewaschen werden, um die Cl⁻-Konzentration auf der Oberfläche zu reduzieren. Für Turmfüße und Ankerbolzen, regelmäßige Reinigung (einmal alle 3 Monate) durchgeführt werden kann, Nach der Reinigung kann Korrosionsschutzfett aufgetragen werden, um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern.

Dritte, Reinigen von Bauteilspalten. Die Spalten der Komponenten (wie Bolzen-Mutter-Verbindungen, Winkelstahl-Verbindungsplattenverbindungen) Es kommt leicht zu Staubansammlungen, Regenwasser und korrosive Medien. Zur regelmäßigen Reinigung der Fugen kann eine weiche Bürste oder ein Luftkompressor verwendet werden (einmal alle 3 Monate) um die angesammelten Substanzen zu entfernen und das Auftreten von Spaltkorrosion zu verhindern. Nach der Reinigung, Auf die Spalten kann ein Korrosionsschutzmittel aufgetragen werden, um das Eindringen korrosiver Medien zu verhindern.

Vierte, Schutz der Turmbasen. Die Turmfüße und Ankerbolzen werden im Boden vergraben, das leicht durch ätzende Substanzen im Boden korrodiert werden kann. Es können Maßnahmen wie das Anlegen von Korrosionsschutzgräben und Isolierschichten ergriffen werden: Graben Sie Korrosionsschutzgräben (Breite 50cm, Tiefe 60cm) rund um den Turmsockel, Füllen Sie die Gräben mit Korrosionsschutzmaterialien (wie Kies, Asphalt), und verhindern, dass korrosive Substanzen im Boden in die Turmbasis eindringen; eine korrosionsschützende Isolierschicht verlegen (wie Asphaltfilz, Polyethylenfolie) zwischen der Turmbasis und dem Boden, um den Kontakt zwischen der Turmbasis und dem korrosiven Boden zu isolieren.

5.2.4 Richten Sie ein Korrosionsüberwachungssystem ein und realisieren Sie eine präzise Wartung

Mit der rasanten Entwicklung der digitalen Technologie, Internet der Dinge (IoT) und künstliche Intelligenz, Die Einrichtung eines intelligenten Korrosionsüberwachungssystems ist zum Entwicklungstrend des Korrosionsschutzes von Übertragungsturmkomponenten geworden. Das System kann den Korrosionsstatus von Bauteilen in Echtzeit überwachen, Ermöglichen Sie eine frühzeitige Warnung vor Korrosion und eine präzise Wartung, Vermeiden Sie blinde Wartung, und die Betriebs- und Wartungskosten senken.

Erste, Installieren Sie Korrosionsüberwachungssensoren. Korrosionssensoren (wie lineare Polarisationswiderstandssensoren, elektrochemische Impedanzsensoren) werden an Schlüsselkomponenten von Sendemasten installiert (Hauptturmbeine, hochfeste Schrauben, Turmbasen), welches die Korrosionsrate überwachen kann, Korrosionspotential und Umweltparameter (Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Cl⁻-Konzentration, SO₂-Konzentration) von Komponenten in Echtzeit. Die Sensoren sind über drahtlose Kommunikationstechnologie mit der Hintergrundverwaltungsplattform verbunden (wie 5G, LoRa), und die Überwachungsdaten werden in Echtzeit an die Plattform übertragen.

Zweite, Aufbau einer Datenanalyse- und Frühwarnplattform. Die Hintergrundplattform sammelt und speichert die Überwachungsdaten, und nutzt Big Data und Algorithmen der künstlichen Intelligenz, um die Daten zu analysieren. Je nach Korrosionsrate und Umgebungsparametern, Die Plattform kann den Korrosionsentwicklungstrend von Komponenten vorhersagen, Einrichtung einer dreistufigen Frühwarnung (Normal, Aufmerksamkeit, Gefahr), und rechtzeitig Frühwarninformationen an das Betriebs- und Wartungspersonal ausgeben, wenn der Korrosionsstatus den Sicherheitsschwellenwert überschreitet.

Dritte, Realisieren Sie eine präzise Wartung auf Basis von Überwachungsdaten. Gemäß den Überwachungsdaten und Frühwarninformationen des Systems, Das Betriebs- und Wartungspersonal kann gezielte Wartungsarbeiten durchführen: für Bauteile mit normalem Korrosionszustand, Es ist keine Wartung erforderlich; für Bauteile mit Aufmerksamkeitsstufen-Frühwarnung, verstärken inspektion und reinigung; für Bauteile mit Gefahrenstufen-Frühwarnung, Entrostung durchführen, Ausbesserung oder Austausch rechtzeitig. Diese Art der präzisen Wartung verbessert nicht nur die Wartungseffizienz, sondern senkt auch die Betriebs- und Wartungskosten. Gemäß der Anwendungspraxis eines Stromnetzbetreibers, Das intelligente Korrosionsüberwachungssystem kann die Betriebs- und Wartungskosten von Türmen um reduzieren 40%-50%.

5.3 Technische Fallanalyse

Überprüfung der Anwendungswirkung der oben genannten Korrosionsschutzmaßnahmen, In diesem Kapitel wird die 220-kV-Küstenübertragungsleitung in einer bestimmten Stadt in Ostchina als Beispiel für die Analyse herangezogen. Die Strecke ist 86 km lang, mit 218 Sendemasten. Es befindet sich in einer typischen Meeresatmosphäre, mit hoher Luftfeuchtigkeit (jährliche durchschnittliche relative Luftfeuchtigkeit 82%), hohe Cl⁻-Konzentration (jährliche durchschnittliche Cl⁻-Konzentration 0,08 mg/m³), und starke Korrosion verzinkter Bauteile. Vor 2021, Die Linie übernahm das traditionelle Feuerverzinkungsverfahren und den manuellen Inspektionsmodus, und das Korrosionsproblem der Komponenten war im Vordergrund. Die Komponenten mussten jeweils in großen Mengen ausgetauscht werden 5 Jahre, und die jährlichen Betriebs- und Wartungskosten wurden überschritten 8 Millionen Yuan.

Im 2021, Die Betriebs- und Wartungseinheit führte eine umfassende Korrosionsschutzumgestaltung der Linie durch, Übernahme der in diesem Dokument vorgeschlagenen Kombination aus Quellenverhinderung und Prozesskontrollschutzmaßnahmen. Die spezifischen Transformationsmaßnahmen sind wie folgt:

1. Transformation der Fertigungsphase: Alle Ersatzkomponenten bestehen aus verzinktem Aluminiumlegierungsstahl, und der Verzinkungsprozess erfolgt durch Sandstrahlen und Entrosten + Feuerverzinkung-Aluminiumlegierung + Passivierung mit dreiwertigem Chrom. Die Dicke der Schicht aus verzinkter Aluminiumlegierung wird auf 100–110 μm eingestellt, Das ist höher als der nationale Standard. Gleichzeitig, Die Komponenten werden einer Vibrationsalterungsbehandlung unterzogen, um Restspannungen zu beseitigen; die konstruktive Gestaltung der Komponenten wird optimiert, An den Überlappungsverbindungen der Verbindungsplatten sind Entwässerungslöcher angebracht, um Spaltkorrosion zu reduzieren.

2. Transformation der Betriebs- und Wartungsphase: Es wird ein hierarchisches Inspektionssystem etabliert, und der Inspektionszyklus der Türme wird auf einmal im Vierteljahr verkürzt. 50 Schlüsseltürme werden ausgewählt, um Korrosionsüberwachungssensoren zu installieren, Außerdem wurde eine intelligente Korrosionsüberwachungs- und Frühwarnplattform entwickelt, um eine Echtzeitüberwachung des Korrosionsstatus von Komponenten zu ermöglichen; Die Komponenten werden jeweils mit frischem Wasser gereinigt 6 Monate, um Salznebelablagerungen zu entfernen; für Bauteile mit leichter Korrosion, Eine rechtzeitige Entrostung und Ausbesserungsbeschichtung wird durchgeführt, Zum Ausbessern wird ein zinkhaltiger Lack verwendet, der zur Schicht aus verzinkter Aluminiumlegierung passt; Die Turmfüße sind mit Korrosionsschutzgräben und Isolierschichten ausgestattet, um Bodenkorrosion zu verhindern.

Nach 3 Betriebsjahre (2021-2024), Die Betriebs- und Wartungseinheit führte eine umfassende Inspektion und Bewertung der Linie durch. Die Inspektionsergebnisse zeigen, dass der Transformationseffekt bemerkenswert ist:

1. Korrosionsstatus von Bauteilen: Die Integritätsrate der verzinkten Aluminiumlegierungsschicht der Komponenten beträgt mehr als 95%, und es gibt keine offensichtliche Lochfraßkorrosion, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion. Nur 3% Bei einigen Bauteilen ist die Schicht aus verzinkter Aluminiumlegierung leicht gepudert, und es erfolgt keine Substratfreilegung. Der Querschnittsverlust der Bauteile ist geringer als 2%, Dies liegt weit unter dem zulässigen Sicherheitsbereich (10%).

2. Betriebs- und Wartungskosten: Die jährlichen Betriebs- und Wartungskosten der Linie werden auf reduziert 3.2 Millionen Yuan, welches ist 60% niedriger als vor der Transformation (8 Millionen Yuan). Die Anzahl der Komponentenaustausche wird reduziert 200 pro Jahr bis 15 pro Jahr, was den Wartungsaufwand und die Kosten erheblich reduziert.

3. Lebensdauervorhersage: Entsprechend der vom System überwachten Korrosionsrate, Die Lebensdauer der Komponenten wird voraussichtlich erreicht 45-50 Jahre, Das ist doppelt so viel wie bei den ursprünglich rein feuerverzinkten Bauteilen (20-25 Jahre).

Dieser Fall zeigt deutlich, dass die Kombination von Schutzmaßnahmen in der Herstellungsphase erforderlich ist (Optimierung des Verzinkungsprozesses, Verbesserung des Herstellungsprozesses, Auswahl leistungsstarker Materialien) und Betriebs- und Wartungsphase (Verbesserung des Inspektionssystems, rechtzeitige Wartung, Stärkung der Reinigung, Einrichtung eines intelligenten Überwachungssystems) kann das Korrosionsproblem verzinkter Komponenten in rauen Umgebungen effektiv lösen, Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Bauteilen, Reduzieren Sie die Betriebs- und Wartungskosten, und verlängern die Lebensdauer von Sendemasten. Die in diesem Dokument vorgeschlagenen Schutzmaßnahmen weisen eine hohe Praktikabilität und Durchführbarkeit auf, und kann als Referenz für den Korrosionsschutz verzinkter Komponenten von Sendemasten in ähnlichen Umgebungen dienen.

6. Aktuelle Probleme und zukünftige Entwicklungsperspektiven

6.1 Aktuelle Probleme

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Energiewirtschaft und der kontinuierlichen Verbesserung der Korrosionsschutztechnologie, Beim Korrosionsschutz verzinkter Bauteile von Sendemasten in China wurden große Fortschritte erzielt. jedoch, kombiniert mit der Ermittlungspraxis des Autors und der Branchenforschung, Bei der praktischen Anwendung gibt es noch einige große Probleme, die eine weitere Verbesserung des Korrosionsschutzniveaus verzinkter Bauteile einschränken. Die spezifischen Probleme sind wie folgt:

Erste, Die Qualität des Verzinkungsprozesses in einigen kleinen und mittleren Fertigungsbetrieben entspricht nicht dem Standard. Aufgrund der Kapitalbeschränkungen, Technik und Ausstattung, Einige kleine und mittlere Turmfabriken wenden immer noch das traditionelle Beizen und Entrosten an + Feuerverzinkungsverfahren, und die Kontrolle der Verzinkungsparameter (Temperatur der Zinklösung, Eintauchzeit) ist nicht streng, Dies führt zu einer ungleichmäßigen Dicke der verzinkten Schicht, schlechte Haftung und geringe Korrosionsbeständigkeit der Bauteile. Während der Untersuchung, Das haben wir gefunden 40% der kleinen und mittleren Fertigungsbetriebe haben das Problem einer unzureichenden Verzinkungsschichtdicke, und die Korrosionsrate der von diesen Fabriken hergestellten Komponenten beträgt 2-3 mal so hoch wie bei großen Standardfabriken. In Ergänzung, Einige Fabriken machen Abstriche, um die Kosten zu senken, using low-quality zinc ingots and incomplete pretreatment, which further reduces the quality of the galvanized layer.

Zweite, the operation and maintenance level is unbalanced. There is a large gap in the operation and maintenance level of transmission towers between different regions and different operation and maintenance units. In developed regions and large power grid companies, the operation and maintenance concept is advanced, modern detection technologies and intelligent monitoring systems are widely used, and the corrosion protection level is high. jedoch, in remote areas and small power grid companies, due to insufficient manpower, funds and technical strength, the operation and maintenance mode is backward, the inspection cycle is long, the maintenance is not timely, and the corrosion problem of components is prominent. Während der Untersuchung, Wir haben festgestellt, dass die Korrosionsausfallrate von Komponenten in abgelegenen Gebieten hoch ist 3-4 mal so hoch wie in entwickelten Gebieten.

Dritte, Die Erforschung und Anwendung neuer Korrosionsschutztechnologien ist unzureichend. Gegenwärtig, Der Korrosionsschutz verzinkter Bauteile in China basiert noch immer hauptsächlich auf traditionellen Feuerverzinkungs- und Korrosionsschutzbeschichtungstechnologien. Die Erforschung und Anwendung neuer Korrosionsschutztechnologien (wie zum Beispiel eine Nano-Korrosionsschutzbeschichtung, zusammengesetzte Korrosionsschutzschicht, Korrosionsinhibitor-Technologie) befinden sich noch im experimentellen Stadium bzw. im kleinmaßstäblichen Anwendungsstadium, und wurden nicht umfassend beworben. Einige neue Korrosionsschutztechnologien bieten den Vorteil einer hohen Korrosionsbeständigkeit, Umweltschutz und lange Lebensdauer, aber wegen der hohen Kosten, unausgereifte Technologie und fehlende relevante Standards, Sie lassen sich nur schwer im großen Maßstab anwenden.

Vierte, Die entsprechenden Normen und Spezifikationen müssen weiter verbessert werden. Obwohl es entsprechende nationale Standards gibt (wie GB/T 2694–2023) für die Verzinkungsqualität und den Korrosionsschutz von Freileitungsmastbauteilen, Diese Normen zielen hauptsächlich auf den traditionellen Verzinkungsprozess und gängige Korrosionsschutzmaßnahmen ab, und es mangelt an detaillierten Standards und Spezifikationen für neue Korrosionsschutztechnologien, neue Materialien und intelligente Überwachungssysteme. Gleichzeitig, Die Maßstäbe für die Bewertung der Korrosionsschutzwirkung sind nicht perfekt, Daher ist es schwierig, die Korrosionsbeständigkeit und Lebensdauer von Komponenten genau zu beurteilen.

6.2 Zukünftige Entwicklungsperspektive

Mit der tiefgreifenden Weiterentwicklung der “Doppelkohlenstoff” strategisches Ziel, Der Bau eines neuen Energiesystems schreitet voran, und UHV-Projekte, Neue energieunterstützende Übertragungsprojekte und überregionale Übertragungsprojekte nehmen kontinuierlich zu. Die Serviceumgebung von Sendemasten wird immer komplexer, Und die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit verzinkter Bauteile werden immer höher. Kombiniert mit dem Entwicklungstrend der Korrosionsschutztechnologie im In- und Ausland und dem Fachwissen der Pipeline-Industrie, Die zukünftigen Entwicklungsperspektiven des Korrosionsschutzes verzinkter Komponenten von Sendemasten spiegeln sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten wider:

Erste, die entwicklung von high-performance, Umweltschutz und langlebige Korrosionsschutzmaterialien. In der Zukunft, Die Forschung und Entwicklung neuer Korrosionsschutzmaterialien wird auf hohe Leistung ausgerichtet sein, Umweltschutz und lange Lebensdauer. Einerseits, Optimieren Sie die Formel der verzinkten Aluminiumlegierung, Seltenerdelemente hinzufügen (wie Cer, Lanthan) zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und Haftung der Legierungsschicht; auf der anderen Seite, Entwicklung neuer umweltfreundlicher Korrosionsschutzbeschichtungen (wie Nano-Verbundbeschichtungen, Korrosionsschutzbeschichtungen auf Wasserbasis), die den Vorteil haben, ungiftig zu sein, schadstofffrei, hohe Korrosionsbeständigkeit und gute Haftung, und ersetzen nach und nach herkömmliche giftige und schädliche Korrosionsschutzbeschichtungen. In Ergänzung, die Erforschung und Anwendung korrosionsbeständiger Verbundwerkstoffe (wie beispielsweise faserverstärkte Kunststoffverbundwerkstoffe) wird gestärkt. Diese Materialien zeichnen sich durch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und ein geringes Gewicht aus, wodurch die Korrosionsbelastung von Bauteilen wirksam reduziert werden kann.

Zweite, die Intelligenz der Korrosionsüberwachung sowie des Betriebs und der Wartung. Mit der Entwicklung des Internets der Dinge, Big Data und künstliche Intelligenz, Die Korrosionsüberwachung sowie der Betrieb und die Wartung verzinkter Komponenten werden sich in Richtung Intelligenz und Informatisierung entwickeln. Das intelligente Korrosionsüberwachungssystem wird umfassend gefördert, und Korrosionssensoren, Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren, An allen wichtigen Türmen werden Gassensoren und andere Geräte installiert, um eine Echtzeitüberwachung des Korrosionsstatus und der Umgebungsparameter von Komponenten zu ermöglichen. Die Hintergrundplattform wird Algorithmen der künstlichen Intelligenz verwenden, um die Überwachungsdaten zu analysieren, Vorhersage des Korrosionsentwicklungstrends, und realisieren automatische Frühwarnung und intelligente Wartung. Gleichzeitig, Der Einsatz von Drohnen und Robotern bei der Inspektion von Sendemasten wird populärer, Dadurch wird die Inspektionseffizienz und -genauigkeit verbessert, und reduzieren Sie den Arbeitsaufwand der manuellen Inspektion.

Dritte, die Standardisierung und Verfeinerung der Herstellungs-, Betriebs- und Wartungsprozesse. In der Zukunft, Die zuständigen nationalen Abteilungen werden die Standards und Spezifikationen für den Korrosionsschutz verzinkter Bauteile weiter verbessern, formulieren detaillierte Standards für neue Korrosionsschutztechnologien, neue Materialien und intelligente Überwachungssysteme, und Standardisierung der Herstellungs-, Betriebs- und Wartungsprozesse. Fertigungsbetriebe werden die Qualitätskontrolle des gesamten Prozesses stärken, Einführung fortschrittlicher Produktionsanlagen und Erkennungstechnologien, und stellen die Qualität verzinkter Bauteile sicher. Betriebs- und Wartungseinheiten werden ein verfeinertes Betriebs- und Wartungssystem einrichten, Implementieren Sie klassifizierten Schutz und präzise Wartung entsprechend der Betriebsumgebung und dem Korrosionsstatus der Komponenten, und das Betriebs- und Wartungsniveau verbessern.

Vierte, die Integration der Korrosionsschutztechnologie in die Pipelineindustrie und den Bereich der Freileitungsmasten. Der Korrosionsmechanismus und die Schutzlogik von Metallkomponenten in der Pipelineindustrie und im Bereich der Übertragungsmasten sind sehr ähnlich. In der Zukunft, Die Integration und der Austausch der Korrosionsschutztechnologie zwischen den beiden Bereichen werden gestärkt. Die ausgereiften Korrosionsschutztechnologien in der Pipelineindustrie (wie zum Beispiel eine dreischichtige PE-Beschichtung, Korrosionsinhibitor-Technologie, Intelligentes Korrosionsüberwachungssystem) wird auf den Korrosionsschutz von Sendeturmkomponenten angewendet, und die praktischen Erfahrungen mit Übertragungsturmkomponenten im atmosphärischen Korrosionsschutz im Freien werden genutzt, um das Korrosionsschutztechnologiesystem der Pipelineindustrie zu bereichern, um die gemeinsame Entwicklung und den Fortschritt der beiden Bereiche zu realisieren.

Fünfte, die grüne und kohlenstoffarme Entwicklung des Korrosionsschutzes. Unter dem Hintergrund der “Doppelkohlenstoff” strategisches Ziel, Der Korrosionsschutz verzinkter Bauteile wird sich in Richtung umweltfreundlicher und CO2-arm entwickeln. Der traditionelle Verzinkungsprozess wird optimiert, um den Energieverbrauch und die Umweltbelastung zu reduzieren; Die Forschung und Anwendung von Umweltschutzmaterialien und -technologien zum Korrosionsschutz wird gestärkt, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern; Die Lebensdauer von Bauteilen wird durch wissenschaftliche Schutzmaßnahmen verlängert, Reduzierung der Austauschhäufigkeit von Komponenten und Realisierung des Recyclings von Ressourcen. Beispielsweise, Die verzinkte Abfallschicht kann recycelt und wiederverwendet werden, Reduzierung der Ressourcenverschwendung und Umweltverschmutzung.

7. Fazit

Übertragungsmasten sind die zentrale tragende Infrastruktur des Stromübertragungsnetzes, und ihr sicherer und stabiler Betrieb steht in direktem Zusammenhang mit der nationalen Energiesicherheit sowie der sozialen und wirtschaftlichen Entwicklung. Verzinkte Komponenten, als Hauptbestandteile von Sendemasten, Verlassen Sie sich auf den Opferanodenschutzmechanismus der verzinkten Schicht, um Korrosionsschutzeffekte zu erzielen, die in der Energiewirtschaft weit verbreitet sind. jedoch, im langfristig komplexen Outdoor-Service-Umfeld, Verzinkte Bauteile neigen unter der kombinierten Einwirkung von Umweltfaktoren zu Korrosionsschäden, Komponenteneigene Faktoren, Prozessfaktoren sowie Betriebs- und Wartungsfaktoren, Dies erhöht nicht nur die Betriebs- und Wartungskosten, sondern birgt auch erhebliche potenzielle Sicherheitsrisiken für das Stromübertragungsnetz.

Basierend auf den praktischen Erfahrungen des Autors als Student mit Schwerpunkt Pipeline-Industrie, Untersuchungsergebnisse vor Ort, Branchenforschungsdaten und technische Fälle, Dieser Beitrag untersucht systematisch die Korrosionsprobleme und Schutzmaßnahmen verzinkter Komponenten von Sendemasten, und zieht die folgenden wesentlichen Schlussfolgerungen:

1. Die Korrosion verzinkter Bauteile ist ein umfassender Prozess aus elektrochemischer Korrosion und chemischer Korrosion, Unter ihnen ist die elektrochemische Korrosion die Hauptursache. Wenn die verzinkte Schicht intakt ist, Zink fungiert als Opferanode zum Schutz des Stahlsubstrats; wenn die verzinkte Schicht beschädigt ist, Das Stahlsubstrat unterliegt einer schnellen elektrochemischen Korrosion, was zum Ausfall von Bauteilen führt. Die Korrosion verzinkter Bauteile wird hauptsächlich in vier Arten unterteilt: gleichmäßige Korrosion, Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion. Unter ihnen, Am gefährlichsten sind Lochfraß und Spannungsrisskorrosion, mit starker Verschleierung und schneller Korrosionsrate, Das sind die Kernpunkte des Korrosionsschutzes.

2. Zu den Hauptfaktoren, die die Korrosion verzinkter Bauteile beeinflussen, gehören vier Kategorien: Umweltfaktoren, Komponenteneigene Faktoren, Prozessfaktoren sowie Betriebs- und Wartungsfaktoren. Unter ihnen, Umweltfaktoren (Luftfeuchtigkeit, korrosive Medien) sind die zentralen Einflussfaktoren, Prozessfaktoren bestimmen die anfängliche Korrosionsbeständigkeit von Bauteilen, Betriebs- und Wartungsfaktoren bestimmen die Lebensdauer von Komponenten. Der Korrosionsgrad von Komponenten mit denselben Spezifikationen und derselben Lebensdauer variiert stark in verschiedenen Umgebungen, unterschiedliche Herstellungsprozesse und unterschiedliche Betriebs- und Wartungsstufen.

3. Der Korrosionsschutz verzinkter Bauteile sollte dem Prinzip folgen “Prävention zuerst, Kombination aus Prävention und Kontrolle, und Klassifizierung des Schutzes”, und ergreifen Sie gezielte Schutzmaßnahmen bereits in der Fertigungsphase sowie in der Betriebs- und Wartungsphase. In der Herstellungsphase, Durch die Optimierung des Verzinkungsprozesses kann die Korrosionsbeständigkeit von Bauteilen grundlegend verbessert werden (Einführung von Sandstrahlen und Entrosten, strenge Kontrolle der Verzinkungsparameter), Verbesserung des Herstellungsprozesses (Beseitigung von Eigenspannungen, Verbesserung der Schweißqualität) und Auswahl leistungsstarker Materialien (verzinkter Aluminiumlegierungsstahl, witterungsbeständiger Stahl). In der Betriebs- und Wartungsphase, Durch die Verbesserung des Inspektionssystems kann die Lebensdauer von Bauteilen effektiv verlängert werden, rechtzeitige Entrostung und Ausbesserungsbeschichtung durchführen, Stärkung der Reinigung und Wartung, und Einrichtung eines intelligenten Korrosionsüberwachungssystems.

4. Die technische Fallanalyse zeigt, dass die Kombination von Quellenverhinderung (Herstellungsphase) und Prozesskontrolle (Betriebs- und Wartungsphase) kann das Korrosionsproblem verzinkter Komponenten in rauen Umgebungen effektiv lösen. Nach der umfassenden Korrosionsschutzumgestaltung der 220-kV-Küstenübertragungsleitung, der Korrosionsgrad der Bauteile wird deutlich reduziert, Die Betriebs- und Wartungskosten werden um reduziert 60%, und die Lebensdauer der Komponenten wird voraussichtlich erreichen 45-50 Jahre, die die Praktikabilität und Durchführbarkeit der in diesem Dokument vorgeschlagenen Schutzmaßnahmen vollständig bestätigt.

5. Gegenwärtig, Es gibt in China immer noch einige Probleme beim Korrosionsschutz verzinkter Bauteile, wie z. B. die unqualifizierte Verzinkungsqualität einiger kleiner und mittlerer Fabriken, unausgeglichenes Betriebs- und Wartungsniveau, unzureichende Forschung und Anwendung neuer Korrosionsschutztechnologien, und unvollkommene relevante Standards. In der Zukunft, Der Korrosionsschutz verzinkter Bauteile wird sich in Richtung Höchstleistung weiterentwickeln, intelligent, standardisiert, grün und kohlenstoffarm, und die Integration der Korrosionsschutztechnologie zwischen der Pipelineindustrie und dem Bereich der Übertragungsmasten wird gestärkt, um das Korrosionsschutzniveau weiter zu verbessern.

Als Student mit Schwerpunkt Pipeline-Industrie, durch diese Forschung, Ich verfüge über ein tieferes Verständnis des Korrosionsmechanismus und der Schutztechnologie von Metallkomponenten, und erkannte auch die Bedeutung des Korrosionsschutzes für die Infrastruktursicherheit. Die Forschungsergebnisse dieser Arbeit bieten nicht nur praktische Referenzen für die technische Praxis des Korrosionsschutzes verzinkter Komponenten von Übertragungstürmen, sondern auch Referenzen für die Korrosionsschutzforschung verwandter Metallkomponenten in der Pipelineindustrie. Aufgrund der Einschränkungen des professionellen Niveaus des Autors, Untersuchungsumfang und Forschungstiefe, Es gibt noch einige Mängel in diesem Papier. Beispielsweise, die Erforschung des Korrosionsmechanismus verzinkter Bauteile in extremen Umgebungen (wie große Höhe, extrem niedrige Temperatur) ist nicht tiefgründig genug, und die Forschung zu neuen Korrosionsschutztechnologien ist relativ vorläufig. In der Zukunft, Ich werde weiter studieren und erforschen, die Forschung zu relevanten Technologien vertiefen, und meine eigene Kraft zur Sicherheit der nationalen Infrastruktur und zur Entwicklung der Korrosionsschutzindustrie beitragen.