اجزای گالوانیزه دکل های انتقال – مطالعه مشکلات خوردگی
500kV خط انتقال قطب-برج تحت موج کامل ضربه رعد و برق
فوریه 1, 2026
فولادهای با استحکام بالا در ساخت برج انتقال
فوریه 13, 2026
بررسی مشکلات خوردگی و اقدامات حفاظتی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال
فهرست مطالب
چکیده
به عنوان ساختار پشتیبان اصلی شبکه انتقال نیرو, عملکرد ایمن و پایدار دکل های انتقال ارتباط مستقیمی با امنیت ملی انرژی و توسعه اجتماعی و اقتصادی دارد. درمان گالوانیزه, به عنوان پرکاربردترین و مقرون به صرفه ترین روش ضد خوردگی برای انتقال برج اجزاء, بهدلیل ویژگیهای پیوند متالورژیکی بین لایه روی و زیرلایه فولادی و مکانیسم حفاظت از آند قربانی، به طور موثر عمر برجها را افزایش میدهد.. با این حال, در محیط طولانی مدت خدمات در فضای باز پیچیده, تحت تاثیر عوامل متعددی مانند آلودگی هوا, اسپری نمک دریایی, و رسانه های خورنده صنعتی, قطعات گالوانیزه مستعد شکست خوردگی هستند, که نه تنها هزینه های بهره برداری و نگهداری را افزایش می دهد بلکه ممکن است باعث بروز حوادث ایمنی بزرگ مانند ریزش برج و قطع انتقال برق شود.. ترکیب تجربه دوره نویسنده به عنوان یک رشته کارشناسی در صنعت لوله کشی, نتایج تحقیقات صنعت, آخرین داده های صنعت و موارد مهندسی, این مقاله به طور سیستماتیک مکانیسم خوردگی را تجزیه و تحلیل می کند, انواع اصلی خوردگی و عوامل موثر بر اجزای گالوانیزه دکل های انتقال, به طور عمیق در مورد ویژگی های فنی بحث می کند, اثرات کاربرد و کمبودهای موجود اقدامات حفاظتی جریان اصلی فعلی, و پیشنهادات بهینه سازی هدفمند و چشم انداز کاربرد فناوری های حفاظتی جدید را ارائه می دهد. از طریق تحلیل تکنیکال حرفه ای, مقایسه پارامترهای جدول و شواهد موردی, حرفه ای بودن و عملی بودن را متعادل می کند, مرجعی برای عملکرد مهندسی حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال ارائه می دهد, و همچنین مرجعی برای تحقیقات ضد خوردگی اجزای فلزی مرتبط در صنعت خط لوله ارائه می دهد.
کلید واژه ها
برج های انتقال; اجزای گالوانیزه; مکانیسم خوردگی; اقدامات حفاظتی; بهینه سازی عملیات و نگهداری; صنعت خط لوله
1. مقدمه
به عنوان یک مقطع کارشناسی در رشته صنعت لوله کشی, من عمیقاً به تأثیر مهلک خوردگی فلز بر ایمنی زیرساخت ها از طریق مطالعه دروسی مانند “خوردگی و حفاظت فلزات” و “فناوری ساخت و ساز مهندسی خطوط لوله”. چه خطوط لوله انتقال نفت و گاز و چه اجزای برج انتقال, خوردگی فلز مشکل اصلی است که عمر مفید آنها را کوتاه می کند و خطرات بالقوه ایمنی را افزایش می دهد. به خصوص پس از شرکت در “بررسی ضد خوردگی زیرساخت های برق” فعالیت عملی سازماندهی شده توسط مدرسه, من درک عمیق تر و عمیق تری از مشکلات خوردگی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال به دست آورده ام..
طی آن تحقیق, تیم ما بازدید کردند 3 500ایستگاه های بهره برداری و نگهداری خطوط انتقال کیلوولت و 2 کارخانه های برج سازی در شمال چین, و خوردگی دکل های انتقال با عمر سرویس های مختلف و تحت محیط های مختلف سرویس را در محل بررسی کرد. چیزی که بیش از همه مرا تحت تاثیر قرار داد این بود که در یک بخش خط انتقال در اطراف یک شهر صنعتی سنگین, لایه گالوانیزه از فولاد زاویه برج, پیچ و مهره ها و سایر قطعاتی که فقط برای مدتی در خدمت بوده اند 8 سالها لایهبرداری و پودر شدن در سطح وسیعی ظاهر شد, و سطح اجزاء با زنگ قرمز پوشیده شده بود. پرسنل بهره برداری و نگهداری گفتند که برج های اینجا هر ساله نیاز به خاک زدایی و گالوانیزه مجدد دارند, و هزینه عملیات و نگهداری بسیار بالاست. در خط انتقال یک شهرستان ساحلی, برخی از پایه های برج و انکر بولت ها به دلیل فرسایش طولانی مدت توسط نمک پاشی دریایی دچار سوراخ شدن سوراخ شده اند., و حتی تلفات مقطعی یک جزء مهاربند مورب برج در اثر خوردگی بیشتر شده است. 15%, که باید فورا تعویض می شد, در غیر این صورت به راحتی باعث شیب برج می شود.
بر اساس آخرین داده های آماری منتشر شده توسط شورای برق چین در 2024, تعداد کل دکل های انتقال در حال خدمت در چین بیشتر شده است 5 میلیون, که بیش از 90% فرآیند گالوانیزه گرم را برای درمان ضد خوردگی اتخاذ کنید. هزینه نگهداری سالانه برج های ناشی از خوردگی بیش از حد است 3 تریلیون یوان, و در مورد وجود دارد 200 حوادث قطع انتقال برق ناشی از خرابی خوردگی قطعات گالوانیزه هر ساله, با زیان مستقیم اقتصادی بیش از 500 میلیون یوان. With the in-depth advancement of the “dual carbon” strategic goal, the construction of a new power system is accelerating, and UHV projects and new energy supporting transmission projects are continuously expanding. The service environment of transmission towers is becoming more complex. The number of towers in extreme environments such as high altitude, high humidity and cold, heavy industrial pollution and marine salt spray is increasing, which puts forward higher requirements for the anti-corrosion performance of galvanized components.
Although the application scenarios of the pipeline industry and the transmission tower field are different, the corrosion mechanism and protection logic of metal components are highly similar. Both emphasize “prevention first, combination of prevention and control”, and pay attention to the economy, عملی بودن و اثربخشی طولانی مدت اقدامات حفاظتی. بر این اساس, همراه با دانش حرفه ای من, تجربه عملی, و تعداد زیادی از اسناد صنعت و آخرین استانداردها و مشخصات مشاوره شده است, موضوع را انتخاب کردم “بررسی مشکلات خوردگی و اقدامات حفاظتی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال”. امیدوارم با تجزیه و تحلیل عمیق قوانین خوردگی اجزای گالوانیزه، طرحهای حفاظتی کارآمدتر و اقتصادیتری را کشف کنم., که نه تنها مرجعی برای بهره برداری و نگهداری دکل های انتقال است، بلکه مرجعی برای تحقیقات ضد خوردگی اجزای فلزی مرتبط در صنعت خط لوله نیز ارائه می دهد..
محور تحقیق این مقاله است: مکانیسم خوردگی اجزای گالوانیزه و ویژگی های خوردگی آنها در محیط های مختلف, پارامترهای فنی و اثرات کاربرد اقدامات حفاظتی جریان اصلی فعلی, و پیشنهادات بهینه سازی حفاظت هدفمند ارائه شده همراه با موارد عملی. در فرآیند تحقیق, از صحبت های توخالی بیش از حد تئوریک جلوگیری می کند, تمرکز بر ترکیب تئوری و عمل, ادغام بینش منحصر به فرد از تحقیقات شخصی, تعادل حرفه ای و بیان محاوره ای, و سعی کنید از عبارات متداول در صنعت استفاده کنید تا از انباشته شدن سخت اصطلاحات حرفه ای جلوگیری کنید, تا نتایج تحقیق کاربردی تر و قابل اجراتر شود.
2. بررسی اجمالی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال
2.1 ترکیب و عملکرد اجزای گالوانیزه
برج های انتقال سازه های خرپایی فضایی هستند که از اجزای مختلف فلزی گالوانیزه مونتاژ شده اند. اجزای گالوانیزه آنها عمدتاً شامل پایه های برج اصلی است, زاویه فولاد, فولاد کانالی, صفحات اتصال, پیچ و مهره, پیچ های لنگر, نردبان, و غیره. اجزای مختلف نقش های متفاوتی را در برج ایفا می کنند, اما الزامات ضد خوردگی آنها ثابت است - همه باید مقاومت خوبی در برابر خوردگی اتمسفر و خوردگی متوسط شیمیایی داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که هیچ شکست خوردگی جدی در طول عمر طراحی شده رخ نمی دهد. (معمولا 30 سال ها).
در میان آنها, اجزای باربر مانند پایه های برج اصلی و فولاد زاویه دار اجزای اصلی برج هستند., و یکپارچگی لایه گالوانیزه مستقیماً بر خواص مکانیکی و پایداری ساختاری اجزا تأثیر می گذارد.. اتصال قطعات مانند پیچ و مهره و انکر بولت, اگر چه در معرض نیروهای نسبتاً کمی است, به محض وقوع پارگی خوردگی یا شکستگی، باعث اتصال سست اجزای برج می شود و باعث ناپایداری کلی سازه می شود.. اجزای کمکی مانند صفحات اتصال, که برای مدت طولانی در معرض فضای باز قرار می گیرند, در معرض آسیب لایه گالوانیزه ناشی از شستشوی باران و تجمع گرد و غبار هستند, منجر به خوردگی می شود.
در اینجا باید تاکید کرد که لایه گالوانیزه اجزای گالوانیزه برج انتقال یک روکش روی نیست., اما یک ساختار دو لایه از “لایه آلیاژ روی-آهن + لایه روی خالص” توسط واکنش متالورژیکی بین روی و بستر فولادی ایجاد می شود. مزیت این ساختار این است که لایه آلیاژ روی - آهن به طور نزدیک با بستر ترکیب شده و به راحتی از بین نمی رود., در حالی که لایه روی خالص نقش محافظت از آند قربانی را ایفا می کند, ارائه حفاظت مضاعف برای عملکرد ضد خوردگی قطعات. این اساساً با اصل ضد خوردگی گالوانیزه خطوط لوله انتقال نفت در صنعت خطوط لوله سازگار است.. با این حال, با توجه به ویژگیهای نیروی متفاوت و محیطهای خدماتی اجزای دکل انتقال, الزامات ضخامت, یکنواختی و چسبندگی لایه گالوانیزه سخت تر است.
2.2 فرآیند گالوانیزه و پارامترهای فنی
در حال حاضر, فرآیندهای گالوانیزه اجزای برج انتقال عمدتاً به دو نوع تقسیم می شوند: گالوانیزه گرم و الکترو گالوانیزه. در میان آنها, گالوانیزه گرم بیش از 95% بازار گالوانیزه برج به دلیل اثر ضد خوردگی خوب آن, عمر طولانی و هزینه متوسط. الکترو گالوانیزه فقط برای برخی از اجزای کوچک کمکی یا قطعات داخلی استفاده می شود. این مقاله بر مشکلات خوردگی اجزای گالوانیزه گرم تمرکز دارد.
فرآیند گالوانیزه گرم, به زبان ساده, غوطه ور شدن اجزای فولادی پس از زنگ زدایی و چربی زدایی در محلول مذاب روی است (دمای محلول روی در 440-460 درجه سانتیگراد کنترل می شود). پس از مدتی غوطه ور شدن, بستر فولادی به صورت متالورژیکی با محلول روی واکنش می دهد تا یک لایه گالوانیزه یکنواخت و متراکم بر روی سطح اجزا تشکیل دهد.. طبق GB/T 2694-2023 “شرایط فنی ساخت دکل های خطوط انتقال”, ضخامت لایه گالوانیزه گرم برای اجزای باربر دکل های انتقال نباید کمتر از 86 میکرومتر باشد., و برای اجزای غیر باربر نباید کمتر از 65μm باشد. چسبندگی لایه گالوانیزه باید الزامات را برآورده کند “بدون لایه برداری یا بلند کردن پس از آزمایش چکش”, و مقاومت در برابر پاشش نمک در آزمایش پاشش نمک خنثی 480 ساعته نباید به زنگ قرمز برسد.
در طول تحقیقات, من متوجه شدم که تفاوت های خاصی در پارامترهای فرآیند گالوانیزه در کارخانه های تولیدی مختلف وجود دارد, که به طور مستقیم بر کیفیت و اثر ضد خوردگی لایه گالوانیزه تأثیر می گذارد. جدول 1 در زیر پارامترهای فرآیند گالوانیزه گرم را مقایسه میکند 3 کارخانه های اصلی تولید برج در چین. همراه با مشاهدات من در کارگاه کارخانه, تجزیه و تحلیل مختصری از تاثیر تفاوت پارامترها ساخته شده است.
|
نام سازنده
|
دمای محلول روی (℃)
|
زمان غوطه وری (دقیقه)
|
روش پیش درمان
|
ضخامت لایه گالوانیزه (میکرومتر)
|
چسبندگی (تست چکش)
|
اثر واقعی برنامه (خلاصه تحقیق)
|
|---|---|---|---|---|---|---|
|
سازنده A (تولید کننده در هبی)
|
445± 5
|
3-5 (با توجه به ضخامت اجزا تنظیم می شود)
|
ترشی + فسفاته کردن + شستشو با آب
|
90-100
|
بدون لایه برداری و بلند کردن, خراش های موضعی جزئی
|
برای قطعات در سرویس برای 10 سال ها, میزان یکپارچگی لایه گالوانیزه می رسد 85%. خوردگی عمدتاً در اتصالات اجزا متمرکز است, و هزینه عملیات و نگهداری کم است.
|
|
سازنده B (تولید کننده در شاندونگ)
|
455± 5
|
2-4
|
ترشی + شستشو با آب (بدون فسفاته)
|
80-90
|
بلند کردن کمی موضعی, بدون لایه برداری در سطح وسیع
|
برای قطعات در سرویس برای 8 سال ها, میزان یکپارچگی لایه گالوانیزه در حدود است 70%. سطح برخی از اجزا به صورت پودری است, و رنگ ضد خوردگی باید مرتباً تمیز شود.
|
|
سازنده C (تولید کننده در جیانگ سو)
|
440± 5
|
4-6
|
Sandblasting Derusting + شستشو با آب
|
100-110
|
بدون لایه برداری و بلند کردن, چسبندگی عالی
|
برای قطعات در سرویس برای 12 سال ها, میزان یکپارچگی لایه گالوانیزه می رسد 90%. خوردگی نادر است, عمدتا در مناطق با خوردگی شدید مانند مناطق ساحلی و صنعتی سنگین استفاده می شود.
|
جدول 1 مقایسه پارامترهای فرآیند گالوانیزه گرم و اثرات کاربرد 3 تولید کنندگان برج اصلی در چین
از جدول قابل مشاهده است 1 که دمای محلول روی, زمان غوطه وری و روش پیش تصفیه، پارامترهای اصلی موثر بر کیفیت لایه گالوانیزه هستند.. در میان آنها, روش پیش تصفیه آشکارترین تأثیر را دارد. سازنده C از روش پیش تصفیه برای زنگ زدایی سندبلاست استفاده می کند + شستشوی آب. در مقایسه با درمان ترشی تولید کنندگان A و B, می تواند زنگ زدگی را کاملاً از بین ببرد, رسوب اکسید و لکه های روغن روی سطح قطعات, ترکیب بین لایه گالوانیزه و زیرلایه را نزدیک تر می کند. از این رو, لایه گالوانیزه ضخیم تر است, چسبندگی بهتری دارد, و در کاربرد عملی اثر ضد خوردگی بهتری دارد. اگرچه هزینه فرآیند آن کمی بالاتر است, هزینه عملیات طولانی مدت و نگهداری کمتر است, که بیشتر برای اجزای برج در مناطق با خوردگی شدید مناسب است.
این کاملاً با منطق فرآیند گالوانیزه کردن خطوط لوله در صنعت خطوط لوله مطابقت دارد. در ساخت خط لوله, پیش تصفیه ناکافی همچنین منجر به چسبندگی ضعیف و لایه برداری آسان لایه گالوانیزه می شود., منجر به خوردگی خط لوله می شود. در دوره آزمایشی از “فناوری ساخت و ساز مهندسی خطوط لوله”, من یک آزمایش مقایسه ای انجام دادم: دو لوله فولادی با همان مشخصات گرفته شد, یکی از آنها توسط سندبلاست پاک شده بود, دیگری با ترشی. هر دو با گالوانیزه گرم تحت درمان قرار گرفتند و سپس تحت آزمایش اسپری نمک قرار گرفتند. نتایج نشان داد که لایه گالوانیزه لوله فولادی پس از سندبلاست، زنگ زدایی پس از 600 ساعت آزمایش نمک پاشی همچنان فاقد زنگ قرمز است., در حالی که لوله فولادی پس از ترشی زدایی زنگ زدگی قرمز محلی تنها پس از 400 ساعت بود. این همچنین تأیید می کند که بهبود فرآیند پیش تصفیه مبنایی برای بهبود عملکرد ضد خوردگی لایه گالوانیزه است..
3. مکانیسم خوردگی و انواع خوردگی قطعات گالوانیزه
3.1 تجزیه و تحلیل مکانیسم خوردگی قطعات گالوانیزه
خوردگی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال اساساً فرآیندی جامع از خوردگی الکتروشیمیایی و خوردگی شیمیایی لایه گالوانیزه و بستر فولادی در محیط پیچیده بیرونی است., که در میان آنها خوردگی الکتروشیمیایی اصلی ترین است. برای درک مشکل خوردگی قطعات گالوانیزه, ابتدا باید مکانیسم خوردگی آنها را روشن کنیم - که اساس اصلی ما برای تدوین اقدامات حفاظتی است.
جزء اصلی لایه گالوانیزه روی است. پتانسیل الکترود استاندارد روی است -0.76V, در حالی که فولاد است -0.44V. پتانسیل الکترود روی کمتر از فولاد است. از این رو, زمانی که لایه گالوانیزه روی سطح جزء گالوانیزه سالم باشد, روی به عنوان آند و زیرلایه فولادی به عنوان کاتد عمل می کند, تشکیل یک مدار سلول گالوانیکی در یک محیط مرطوب. در این زمان, روی ترجیحاً تحت واکنش اکسیداسیون قرار می گیرد (به عنوان مثال, آند قربانی), خورده و حل شود, در حالی که بستر فولادی از خوردگی محافظت می شود. این است “مکانیسم حفاظت آند قربانی” از لایه گالوانیزه, که اصل اصلی ضد خوردگی گالوانیزه نیز می باشد.
معادله واکنش اکسیداسیون روی است: روی – 2e⁻ = Zn²⁺. Zn2+ با OH- در محیط ترکیب می شود و روی را تشکیل می دهد(اوه)₂, که بیشتر اکسید می شود تا محصولات خوردگی پایدار مانند ZnO و ZnCO3 را تشکیل دهد. این محصولات خوردگی به سطح لایه گالوانیزه می چسبند تا یک فیلم غیرفعال متراکم تشکیل دهند, که می تواند از خوردگی بیشتر روی جلوگیری کند و همچنین از محیط های خورنده خارجی جلوگیری کند (مانند آب باران, اسپری نمکی, گاز زباله های صنعتی, و غیره.) از تماس با بستر فولادی, ایفای نقش حفاظتی دوگانه.
با این حال, this protective effect can only be achieved when the galvanized layer is intact. When the galvanized layer is damaged due to wear, scratch, aging and other reasons, and the steel substrate is exposed to corrosive media, the situation will change. در این زمان, in the galvanic cell formed by zinc and steel, zinc still acts as the anode and steel as the cathode. با این حال, due to the damage of the galvanized layer, the corrosion area of zinc is reduced, and the corrosion rate will increase significantly. When the galvanized layer is completely corroded and consumed, the steel substrate will be directly exposed to corrosive media and start to corrode.
The corrosion of the steel substrate is also electrochemical corrosion: in a humid environment, یک لایه آب روی سطح فولاد تشکیل می شود. فیلم آب اکسیژن را حل می کند, دی اکسید کربن, نمک ها و سایر مواد برای تشکیل محلول الکترولیت. آهن و کربن موجود در فولاد یک سلول گالوانیکی را تشکیل می دهند. آهن به عنوان آند برای انجام واکنش اکسیداسیون برای تولید Fe2+ عمل می کند. Fe2+ با OH- ترکیب می شود تا Fe تولید کند(اوه)₂, که برای تولید آهن بیشتر اکسید می شود(اوه)₃. آهن(اوه)3 آبگیری می کند و Fe2O3·nH2O را تشکیل می دهد (به عنوان مثال, زنگ قرمز). زنگ قرمز از نظر بافت شل است و نمی تواند از تهاجم مواد خورنده جلوگیری کند, که منجر به خوردگی مداوم زیرلایه فولادی خواهد شد, و در نهایت منجر به از بین رفتن مقطعی اجزا می شود, کاهش خواص مکانیکی و حتی شکست.
علاوه بر خوردگی الکتروشیمیایی, اجزای گالوانیزه نیز دچار خوردگی شیمیایی خواهند شد. هنگامی که مواد خورنده مانند گاز زباله صنعتی وجود دارد (مانند SO2, NO2, HCl, و غیره.) و اسپری نمک دریایی (حاوی کلر) در محیط, این محیط ها مستقیماً با لایه گالوانیزه واکنش شیمیایی می دهند, لایه غیرفعال را از بین می برد و خوردگی روی را تسریع می کند. مثلا, SO2 با لایه گالوانیزه واکنش می دهد و ZnSO4·7H2O را تولید می کند. (کریستال سولفات روی), که از نظر بافت شل است و به راحتی می ریزد, منجر به نازک شدن تدریجی لایه گالوانیزه می شود. Cl- می تواند به فیلم غیرفعال نفوذ کند و با روی واکنش دهد تا ZnCl2 را ایجاد کند که در آب محلول است., تسریع در خوردگی حفره ای لایه گالوانیزه.
در اینجا می خواهم بینش شخصی همراه با تجربه عملی خود را به اشتراک بگذارم: در محیطی با رطوبت بالا و اختلاف دمای بالا, لایه آب روی سطح اجزای گالوانیزه برای مدت طولانی وجود خواهد داشت, و فیلم آب رسانه های خورنده بیشتری را حل می کند, که سرعت خوردگی الکتروشیمیایی را بسیار تسریع خواهد کرد. در طول تحقیقات, من متوجه شدم که در برج های انتقال در مناطق کوهستانی با رطوبت بالا در جنوب, اگرچه آلودگی صنعتی و نمک پاشی دریایی وجود ندارد, تحت یک عمر سرویس, درجه خوردگی اجزای گالوانیزه بسیار جدی تر از مناطق خشک شمال است. دلیل آن این است که مناطق کوهستانی جنوبی در تمام طول سال بارندگی مکرر دارند و رطوبت هوا زیاد است (میانگین سالانه رطوبت نسبی بیشتر است 80%), و لایه آب روی سطح اجزای گالوانیزه نمی تواند برای مدت طولانی خشک شود, بنابراین خوردگی الکتروشیمیایی به طور مداوم رخ می دهد, منجر به مصرف سریع لایه گالوانیزه می شود.
علاوه بر این, بر اساس داده های تحقیقاتی مرکز ملی علوم خوردگی و حفاظت مواد, فرآیند خوردگی و محصولات خوردگی فولاد گالوانیزه در محیطهای مختلف جوی به طور قابل توجهی متفاوت است., که همچنین منجر به نرخ خوردگی متفاوت و ویژگی های خوردگی اجزای گالوانیزه در محیط های مختلف می شود, به شرح زیر:
1. محیط زیست روستایی بدون آلودگی: عمدتاً تحت تأثیر O2 و CO2 قرار می گیرند. لایه گالوانیزه خورده می شود تا ZnO و Zn5 تولید کند(CO3)₂(اوه)₆. این محصولات خوردگی پایدار و متراکم هستند, که می تواند به طور موثر از خوردگی بیشتر جلوگیری کند, و سرعت خوردگی کندترین است;
2. محیط صنعتی اتمسفر: گاز خورنده اصلی SO2 است. لایه گالوانیزه خورده می شود تا Zn4SO4 تولید کند(اوه)₆·4H2O و Zn4Cl2(اوه)₄SO4·5H2O. این محصولات خوردگی از نظر بافت شل هستند و به راحتی از بین می روند, تسریع در خوردگی;
3. محیط جوی دریایی: سرشار از کلر. لایه گالوانیزه برای تولید محصولاتی مانند Zn5 خورده می شود(CO3)₂(اوه)₆ و Zn5(اوه)₈Cl2·H2O. خوردگی عمدتاً در مراحل اولیه حفره ای است, که به تدریج به خوردگی عمومی تبدیل می شود, و سرعت خوردگی سریعترین است.
به طور خلاصه, مکانیسم خوردگی اجزای گالوانیزه را می توان به صورت خلاصه کرد: زمانی که لایه گالوانیزه دست نخورده است, به واسطه مکانیسم حفاظتی آند فداکاری از بستر فولادی محافظت می کند, و یک فیلم غیرفعال برای محافظت بیشتر تشکیل می دهد; هنگامی که لایه گالوانیزه آسیب دیده است, مکانیسم حفاظت از آند قربانی شکست می خورد, زیرلایه فولادی تحت خوردگی الکتروشیمیایی قرار می گیرد, و محیط خورنده مصرف لایه گالوانیزه و خوردگی زیرلایه را تسریع می کند., در نهایت منجر به شکست خوردگی قطعات می شود.
3.2 انواع اصلی خوردگی و خصوصیات
همراه با عمل تحقیق و ادبیات صنعت, با توجه به محیط های خوردگی مختلف و اشکال خوردگی, خوردگی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال عمدتا به موارد زیر تقسیم می شود 4 برجهای انتقال برق خودپشتیبانی Valmont. هر نوع دارای ویژگی های خوردگی منحصر به فرد و دلایل تشکیل است. در بهره برداری و نگهداری واقعی, ما همچنین می توانیم نوع خوردگی و درجه خوردگی را با توجه به ویژگی های خوردگی قضاوت کنیم, و سپس اقدامات حفاظتی هدفمند را انجام دهید.
3.2.1 خوردگی یکنواخت
خوردگی یکنواخت, همچنین به عنوان خوردگی عمومی شناخته می شود, رایج ترین نوع خوردگی قطعات گالوانیزه است. عمدتاً در سطح لایه گالوانیزه رخ می دهد, نشان می دهد که لایه گالوانیزه به طور یکنواخت نازک شده است, پودر شده و به طور کامل پوست کنده شود. سطح جزء یکنواخت سفید مایل به خاکستری یا سیاه مایل به خاکستری است. در مرحله بعد, زمانی که لایه گالوانیزه کاملا کنده شده و بستر فولادی در معرض دید قرار می گیرد, زنگ قرمز یکنواخت ظاهر می شود.
این نوع خوردگی عمدتاً در مناطقی با محیط جوی نسبتاً ملایم رخ می دهد, مانند مناطق روستایی و حومه شهر, جایی که آلودگی صنعتی جدی و نمک پاشی دریایی وجود ندارد. رسانه های خورنده عمدتاً آب باران هستند, رطوبت هوا و دی اکسید کربن. سرعت خوردگی آن نسبتاً کند است. معمولا, ضخامت تلفات سالانه لایه گالوانیزه 3-5μm است. با توجه به ضخامت لایه گالوانیزه مشخص شده در GB/T 2694-2023 (کمتر از 86 میکرومتر نیست), در محیط روستایی, لایه گالوانیزه اجزای گالوانیزه می تواند اثر ضد خوردگی را حفظ کند 20-30 سال ها, که اساساً می تواند طول عمر طراحی شده برج را برآورده کند.
در طول تحقیقات, من یک دکل انتقال را دیدم که برای آن در خدمت بود 25 سال در یک منطقه روستایی. سطح اجزای آن دارای خوردگی یکنواخت معمولی بود - لایه گالوانیزه کاملاً پودر شده بود, با پوسته شدن خفیف در برخی نواحی. زیرلایه فولادی در معرض مقدار کمی زنگ قرمز بود, اما تلفات مقطعی اجزا کم بود, و خواص مکانیکی هنوز می تواند الزامات را برآورده کند. پرسنل عملیات و نگهداری فقط نیاز به گالوانیزه مجدد قطعات پوست کنده برای ادامه استفاده از آنها داشتند.
ویژگی های خوردگی یکنواخت عبارتند از: توزیع یکنواخت خوردگی, نرخ خوردگی پایدار, آسیب نسبتاً کوچک به اجزاء, و نگهداری نسبتاً ساده در مرحله بعدی. عمدتاً با گالوانیزه مجدد منظم و اعمال رنگ ضد خوردگی می توان آن را کاهش داد.
3.2.2 خوردگی حفره ای
خوردگی حفره ای, همچنین به عنوان سوراخ کردن شناخته می شود, خطرناک ترین نوع خوردگی قطعات گالوانیزه است. عمدتاً در سطح لایه گالوانیزه رخ می دهد, نشان می دهد که لایه گالوانیزه دارای گودال های خوردگی به اندازه سوراخ سوزنی است, که به تدریج عمیق و گسترش می یابد, و حتی به لایه گالوانیزه نفوذ کند, منجر به قرار گرفتن در معرض بستر فولادی می شود, و سپس باعث ایجاد خوردگی موضعی زیرلایه می شود “گودال های زنگ زده”.
این نوع خوردگی عمدتاً در محیط های حاوی یون های هالوژن مانند Cl- و Br- رخ می دهد., به ویژه در مناطق ساحلی, مناطق شور و قلیایی, و مناطق سردسیر شمالی که از نمک ذوب برف استفاده می شود. Cl- دارای شعاع کوچک و توانایی نفوذ قوی است, که می تواند به لایه غیرفعال در سطح لایه گالوانیزه نفوذ کند, سلول های خوردگی موضعی را روی سطح لایه گالوانیزه تشکیل می دهند, و منجر به خوردگی سریع موضعی روی برای ایجاد حفره های حفره ای می شود. علاوه بر این, پس از تشکیل حفره, غلظت مواد خورنده (مانند Cl-) در داخل چاله ها همچنان افزایش خواهد یافت, و نرخ خوردگی بیشتر تسریع خواهد شد, تشکیل دهنده “خوردگی اتوکاتالیستی”, که در نهایت منجر به سوراخ شدن لایه گالوانیزه و خوردگی زیرلایه فولادی خواهد شد.
با توجه به داده های موجود در “مقاله سفید در مورد حفاظت در برابر خوردگی دکل های خطوط انتقال” منتشر شده توسط انجمن چینی برای خوردگی و حفاظت در 2024, بروز خوردگی حفره ای اجزای برج گالوانیزه در مناطق ساحلی به اندازه 65%, و نرخ خوردگی حفره ای می تواند به 8-12μm در سال برسد. برخی از قطعات در خدمت برای 5 سال ها سوراخ حفره ای خواهند داشت.
در طول تحقیق در یک شهرستان ساحلی, من یک پیچ لنگر از یک برج را دیدم که برای آن در خدمت بوده است 6 سال ها. سطح آن با گودال های حفره ای پوشیده شده بود, و چند گودال به لایه گالوانیزه نفوذ کرده بود. بستر در معرض با زنگ قرمز پوشیده شده بود. با کولیس اندازه گیری می شود, قطر پیچ 2 میلی متر از بین رفته بود, که از محدوده مجاز ایمنی فراتر رفته و باید فوراً تعویض می شد.
ویژگی های خوردگی حفره ای عبارتند از: منطقه خوردگی کوچک, سرعت خوردگی سریع, پنهان کاری قوی, و یافتن آن در مراحل اولیه دشوار است. یک بار پیدا شد, اغلب باعث آسیب خوردگی جدی شده است, و حتی ظرفیت باربری قطعات را تحت تأثیر قرار داد, که خیلی راحت باعث بروز حوادث ایمنی می شود. از این رو, خوردگی حفره ای نقطه کلیدی و دشوار در حفاظت در برابر خوردگی قطعات گالوانیزه است.
در اینجا من می خواهم یک بینش شخصی را به اشتراک بگذارم: در صنعت خط لوله, لایه گالوانیزه خطوط لوله انتقال نفت و گاز نیز بسیار مستعد خوردگی حفره ای است. به خصوص برای خطوط لوله گذاشته شده در مناطق ساحلی, حوادث نشت خط لوله ناشی از خوردگی حفره ای هر از گاهی اتفاق می افتد. با مقایسه پدیده خوردگی حفره ای خطوط لوله و برج ها, من متوجه شدم که وقوع خوردگی حفره ای تنها به غلظت کلر در محیط مربوط نمی شود, بلکه به یکنواختی لایه گالوانیزه. قطعات با ضخامت لایه گالوانیزه ناهموار و ناخالصی به احتمال زیاد نقطه شروع خوردگی حفره ای هستند.. از این رو, بهبود یکنواختی لایه گالوانیزه و کاهش ناخالصی ها در لایه گالوانیزه کلید جلوگیری از خوردگی حفره ای است..
3.2.3 خوردگی شکاف
خوردگی شکافی عمدتاً در اتصالات اجزای گالوانیزه رخ می دهد, مانند اتصالات بین فولاد زاویه و صفحات اتصال, اتصالات بین پیچ و مهره, و مفاصل لبه اجزاء. با خوردگی سریع و کنده شدن لایه گالوانیزه داخل شکاف ها آشکار می شود., زنگ قرمز روی بستر فولادی, و حتی اتصالات قطعات شل و گیر کرده است.
شکل گیری این نوع خوردگی عمدتاً به این دلیل است که شکاف ها در اتصالات اجزا به راحتی آب باران را جمع می کنند., گرد و غبار, رسانه های خورنده, و غیره., تشکیل دهنده “راه حل شکاف”. غلظت اکسیژن در داخل شکاف ها کمتر از بیرون است, تشکیل یک “سلول غلظت اکسیژن”- داخل شکاف ها آند و بیرون کاتد است, منجر به خوردگی سریع لایه گالوانیزه و بستر فولادی در داخل شکاف ها می شود. همزمان, محصولات خوردگی داخل شکاف ها را نمی توان به موقع تخلیه کرد, که باعث تشدید بیشتر خوردگی و تشکیل یک دایره باطل می شود.
در طول تحقیقات, متوجه شدم که تقریباً همه برجها بیش از این مدت در خدمت هستند 5 سال ها دارای درجات مختلفی از خوردگی شکاف در اتصالات اجزا هستند, به خصوص اتصالات بین پیچ و مهره, که بیشترین خوردگی را دارند. کارکنان یک ایستگاه بهره برداری و نگهداری به ما گفتند که هر سال پیچ های برج را پاکسازی و روغن کاری می کنند, اما هنوز نمی توانند به طور کامل از خوردگی شکاف جلوگیری کنند. برخی از پیچ ها به دلیل خوردگی گیر کرده و قابل جداسازی نیستند, بنابراین آنها باید با برش جایگزین شوند, که نه تنها باعث افزایش حجم کار و نگهداری می شود بلکه ممکن است باعث آسیب به قطعات شود.
ویژگی های خوردگی شکاف عبارتند از: خوردگی در شکاف اجزا متمرکز است, با پنهان سازی قوی و نرخ خوردگی سریع. به راحتی می توان بر عملکرد اتصال قطعات تأثیر گذاشت, و سپس بر پایداری ساختاری کلی برج تأثیر می گذارد. علاوه بر این, خوردگی شکافی اغلب همزمان با خوردگی حفره ای رخ می دهد, تشدید آسیب خوردگی.
3.2.4 ترک خوردگی ناشی از استرس
ترک خوردگی تنشی یک شکل شکست خوردگی اجزای گالوانیزه تحت اثر ترکیبی “محیط خورنده + استرس”. عمدتاً روی اجزای حامل نیرو رخ می دهد (مانند پایه های برج اصلی, فولاد زاویه مورب) و اجزای اتصال (مانند پیچ و مهره های با مقاومت بالا) از برج. با ترک های کوچک روی سطح اجزاء آشکار می شود, که به تدریج گسترش می یابند و در نهایت منجر به شکستگی اجزا می شوند.
تشکیل این نوع خوردگی مستلزم دو شرط ضروری است: یکی وجود رسانه های خورنده است (مانند گازهای زباله صنعتی, اسپری نمک دریایی, و غیره.), و دیگری وجود فشار درونی یا بیرونی بر اجزاء است (مانند تنش پسماند ایجاد شده در طول تولید, تنش و فشار متحمل شده توسط برج در طول سرویس). تحت تأثیر رسانه های خورنده, لایه گالوانیزه روی سطح قطعه آسیب دیده است, و رسانه های خورنده به زیرلایه فولادی حمله می کنند. همزمان, وجود تنش باعث ایجاد ریزترک در سطح بستر می شود. رسانه های خورنده در داخل ترک ها جمع می شوند, تسریع در گسترش ترک ها, و در نهایت منجر به شکستگی جزء می شود.
بروز ترک خوردگی تنشی نسبتا کم است, ولی ضررش زیاده. یک بار رخ می دهد, مستقیماً منجر به خرابی اجزای برج و بروز حوادث ایمنی بزرگ مانند ریزش برج و قطع انتقال برق می شود.. با توجه به “گزارش آماری حوادث ایمنی خطوط انتقال” منتشر شده توسط State Grid در 2024, که در 2023, وجود داشت 3 حوادث ریزش برج ناشی از ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی اجزای برج در چین, همه در مناطق آلوده صنعتی شدید رخ می دهد. دلیل اصلی این است که تنش پسماند در طول فرآیند ساخت قطعات حذف نشد, و در عین حال, برای مدت طولانی توسط گازهای زباله صنعتی خورده شده بود, منجر به ترک خوردگی تنشی می شود.
در طول تحقیقات, اگرچه من ترک خوردگی اجزای تنش خوردگی را با چشم خودم ندیدم, پرسنل عملیات و تعمیر و نگهداری عکس های موارد تصادف مربوطه را به ما نشان دادند - روی یک پیچ با استحکام بالا, لایه گالوانیزه کنده شده بود, و یک ترک آشکار در وسط پیچ وجود داشت, که از تمام سطح مقطع پیچ می گذشت, در نهایت منجر به شکستگی پیچ می شود, قطعه مهاربند مورب برج در حال سقوط است, و شیب برج.
برای مقایسه واضح تر ویژگی ها, دلایل تشکیل و خطرات انواع خوردگی, من جدول را مرتب کردم 2 در زیر با نتایج تحقیقات و دانش حرفه ای برای مرجع ترکیب شده است.
|
نوع خوردگی
|
ویژگی های خوردگی
|
دلایل شکل گیری
|
محیط خدمات اصلی
|
سطح خطر
|
دشواری تشخیص
|
|---|---|---|---|---|---|
|
خوردگی یکنواخت
|
لایه گالوانیزه به طور یکنواخت نازک می شود, پودر شده و به طور کامل پوست کنده شود, و زنگ قرمز یکنواخت در مرحله بعدی ظاهر می شود.
|
اثر جامع خوردگی الکتروشیمیایی و خوردگی شیمیایی, رسانه های خورنده به طور یکنواخت بر روی سطح قطعه عمل می کنند.
|
محیط های جوی ملایم مانند مناطق روستایی و حومه شهر.
|
★★☆☆☆
|
★☆☆☆☆ (به راحتی قابل تشخیص است)
|
|
خوردگی حفره ای
|
بر روی لایه گالوانیزه، گودال های خوردگی به اندازه پین هول ظاهر می شوند, که به تدریج عمیق می شوند و سوراخ می شوند و گودال های زنگ را تشکیل می دهند.
|
یون های هالوژن مانند Cl- در فیلم غیرفعال نفوذ می کنند, سلول های خوردگی موضعی را تشکیل می دهند, و باعث خوردگی اتوکاتالیستی می شود.
|
مناطق ساحلی, زمین شور - قلیایی, مناطق نمکی در حال ذوب برف شمالی.
|
★★★★★
|
★★★☆☆ (تشخیص در مراحل اولیه دشوار است)
|
|
خوردگی شکاف
|
لایه گالوانیزه جدا می شود و زنگ قرمز در شکاف اجزا ظاهر می شود, با اتصالات شل و چسبیده.
|
شکاف ها رسانه های خورنده را جمع می کنند, سلول های غلظت اکسیژن را تشکیل می دهند, و محصولات خوردگی را نمی توان تخلیه کرد.
|
همه محیط ها, به خصوص مناطق مرطوب و گرد و غبار.
|
★★★☆☆
|
★★★★☆ (پنهان کاری قوی)
|
|
ترک خوردگی ناشی از استرس
|
ترک های کوچکی روی سطح اجزا ظاهر می شود, که به تدریج گسترش یافته و در نهایت منجر به شکستگی می شود.
|
عملکرد ترکیبی رسانه های خورنده و تنش داخلی/خارجی اجزا.
|
آلودگی صنعتی شدید, مناطق ساحلی و سایر مناطق با خوردگی شدید و تنش اجزای بزرگ.
|
★★★★★
|
★★★★★ (تشخیص بسیار دشوار است)
|
جدول 2 مقایسه انواع خوردگی اصلی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال
4. عوامل اصلی موثر بر خوردگی قطعات گالوانیزه
خوردگی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال، نتیجه یک عامل واحد نیست, اما اثر ترکیبی عوامل مختلف مانند عوامل محیطی, عوامل خود جزء, عوامل فرآیند, و عوامل بهره برداری و نگهداری. در طول تحقیقات, من متوجه شدم که اجزای گالوانیزه با طول عمر و مشخصات یکسان تفاوت های زیادی در درجه خوردگی در محیط های مختلف دارند., فرآیندهای مختلف تولید و سطوح مختلف عملیات و نگهداری - برخی از آنها هنوز دست نخورده هستند 15 سال خدمت, در حالی که دیگران بعد از شکست خوردگی جدی دارند 5 سال خدمت.
همراه با دانش حرفه ای من, مشاهده عملی و آخرین داده های صنعت مورد استفاده قرار گرفت, عوامل اصلی مؤثر بر خوردگی اجزای گالوانیزه را به شرح زیر خلاصه می کنم 4 دسته بندی ها. هر دسته از عوامل به تفصیل همراه با موارد تحقیقاتی خاص و بینش های شخصی تجزیه و تحلیل می شوند, به امید اینکه بتوانیم مبنایی هدفمند برای تدوین اقدامات حفاظتی در آینده فراهم کنیم.
4.1 فاکتورهای محیطی (عوامل اصلی تأثیرگذار)
عوامل محیطی اصلی ترین عوامل موثر بر خوردگی قطعات گالوانیزه هستند. زیرا قطعات به مدت طولانی در معرض فضای باز قرار می گیرند و مستقیماً تحت تأثیر رسانه های خورنده در محیط قرار می گیرند., خورندگی محیط قوی تر است, سرعت خوردگی قطعات سریعتر است. با توجه به نتایج تحقیقات, عوامل محیطی عمدتاً شامل رطوبت اتمسفر است, رسانه های خورنده, تغییر دما, روشنایی, و غیره., که در این میان رطوبت اتمسفر و محیط های خورنده بیشترین تاثیر را دارند.
4.1.1 رطوبت اتمسفر
رطوبت اتمسفر شرط لازم برای وقوع خوردگی الکتروشیمیایی است - فقط زمانی که یک لایه آب پیوسته (به عنوان مثال, محلول الکترولیت) بر روی سطح اجزای گالوانیزه تشکیل می شود، می تواند مدار سلول گالوانیکی تشکیل شود و خوردگی الکتروشیمیایی رخ دهد.. از این رو, هر چه رطوبت اتمسفر بیشتر باشد, هر چه فیلم آب روی سطح قطعه طولانی تر باشد, و سرعت خوردگی الکتروشیمیایی سریعتر است.
بر اساس داده های ملی توزیع رطوبت جوی منتشر شده توسط شبکه داده های هواشناسی چین در 2024, میانگین رطوبت نسبی سالانه در جنوب چین است 75%-85%, و آن در شمال چین است 45%-65%. از این رو, نرخ خوردگی قطعات گالوانیزه در جنوب چین است 30%-50% سریعتر از شمال چین. من هم در جریان بررسی این پدیده را پیدا کردم: نرخ یکپارچگی لایه گالوانیزه برج های در حال خدمت برای 8 سال در یک شهرستان جنوبی است 60%, در حالی که از برج های در خدمت برای 8 سال در یک شهرستان شمالی بیش از 80%, و درجه خوردگی به طور قابل توجهی سبک تر است.
به خصوص در فصل بارندگی آلو در جنوب, با بارندگی مداوم و رطوبت هوا نزدیک به 100%, لایه آب روی سطح اجزا نمی تواند برای مدت طولانی خشک شود, فیلم غیرفعال لایه گالوانیزه آسیب دیده است, و سرعت خوردگی روی بسیار تسریع می شود. بعد از فصل بارندگی آلو, برخی از اجزاء دارای خوردگی پودری و حفره ای آشکار خواهند بود. این کاملاً با قانون خوردگی خطوط لوله در جنوب چین در صنعت خط لوله - در محیط مرطوب در جنوب مطابقت دارد., نرخ خوردگی خطوط لوله بسیار بیشتر از مناطق خشک شمال است.
4.1.2 محیط خورنده
محیط خورنده عامل اصلی تسریع خوردگی اجزای گالوانیزه است. انواع مختلف محیط های خورنده اثرات خوردگی متفاوتی بر روی قطعات دارند, که در این میان رسانه های آلودگی صنعتی و رسانه های نمک پاش دریایی قوی ترین اثرات خوردگی را دارند.
رسانه های آلودگی صنعتی عمدتاً شامل SO2 است, NO2, HCl, گرد و غبار, و غیره., که عمدتاً از بنگاه های صنعتی مانند کارخانه های شیمیایی می باشند, کارخانه های فولاد, و نیروگاه های حرارتی. این محیط ها با لایه گالوانیزه واکنش شیمیایی می دهند, به فیلم غیرفعال آسیب برساند, و خوردگی روی را تسریع می کند. همزمان, این رسانه ها در فیلم آب حل می شوند, که مقدار pH فیلم آب را کاهش می دهد, یک محلول الکترولیت اسیدی تشکیل می دهد, و خوردگی الکتروشیمیایی را تسریع می کند. در حین تحقیق در اطراف یک شهر صنعتی سنگین, من دیدم که لایه گالوانیزه دکل های انتقال در این منطقه تنها پس از آن در مقیاس وسیع پوسته شده است. 6 سال خدمت, و سطح اجزاء با زنگ قرمز پوشیده شده بود. پرسنل عملیات و تعمیر و نگهداری به ما گفتند که غلظت SO2 در جو در این منطقه به 0.15 میلی گرم بر متر مکعب می رسد., که 3 برابر استاندارد ملی, و میزان خوردگی قطعات بود 2-3 برابر مناطق روستایی.
رسانه های نمک پاش دریایی عمدتاً شامل NaCl هستند, MgCl2, و غیره., که عمدتاً از جو دریایی هستند, و جزء خوردگی هسته آنها Cl- است. Cl- دارای قابلیت نفوذ قوی است, که می تواند به فیلم غیرفعال لایه گالوانیزه نفوذ کند, باعث ایجاد خوردگی حفره ای و خوردگی شکافی می شود, و خوردگی اجزا را تسریع می کند. طبق آخرین داده های صنعت, نرخ خوردگی اجزای گالوانیزه در مناطق ساحلی می تواند به 8-12μm در سال برسد., که است که 3-4 برابر مناطق روستایی. برخی از برج ها در نواحی ساحلی باید هر بار کاملاً زدوده و گالوانیزه شوند 5 سال ها, با هزینه های عملیاتی و نگهداری بسیار بالا.
علاوه بر این, خاک مناطق شور و قلیایی حاوی مقدار زیادی مواد نمکی است, که از طریق عمل مویرگی به پایه برج و انکر بولت ها بالا می رود, باعث خوردگی می شود. در مناطق سردسیر شمالی, نمک ذوب برف در زمستان استفاده می شود, و Cl- در نمک ذوب برف به سطح جزء می چسبد, که باعث تسریع خوردگی نیز خواهد شد.
4.1.3 تغییر دما و روشنایی
اگرچه تأثیر تغییر دما و روشنایی بر خوردگی اجزای گالوانیزه به اندازه رطوبت جو و محیط های خورنده قابل توجه نیست., همچنین باعث تسریع خوردگی در اثر طولانی مدت می شود. تغییر دما باعث انبساط حرارتی و انقباض لایه گالوانیزه می شود, ایجاد تنش حرارتی. تنش حرارتی مکرر طولانی مدت باعث ایجاد ترک و کنده شدن لایه گالوانیزه می شود, که در مناطقی با اختلاف دمای زیاد بین روز و شب آشکارتر است (مانند مناطق مرتفع).
روشنایی (به خصوص اشعه ماوراء بنفش) پیری و پودر شدن لایه گالوانیزه را تسریع می کند, به ساختار لایه گالوانیزه آسیب می رساند, کاهش فشردگی لایه گالوانیزه, نفوذ رسانه های خورنده را آسان تر می کند, و سپس خوردگی را تسریع می کند. در طول بررسی در مناطق مرتفع, دیدم که لایه گالوانیزه اجزای بالای برج است (که به مدت طولانی در معرض اشعه ماوراء بنفش قوی قرار می گیرند) به طور قابل توجهی پودرتر از اجزای زیرین بود. لایه گالوانیزه برخی از اجزای بالایی با لمس دست جدا می شود.
4.2 عوامل خود جزء
عوامل خود جزء عمدتاً شامل مواد هستند, شکل مقطع, وضعیت سطحی اجزاء, و غیره. این عوامل بر کیفیت لایه گالوانیزه و چسبندگی محیط خورنده تأثیر می گذارد, و سپس بر میزان خوردگی تاثیر می گذارد.
از نظر مواد تشکیل دهنده, مواد اصلی اجزای برج فولاد Q235 و فولاد Q355 است. مقاومت در برابر خوردگی فولاد Q235 کمی بدتر از فولاد Q355 است. از این رو, نرخ خوردگی قطعات ساخته شده از فولاد Q235 کمی سریعتر از قطعات ساخته شده از فولاد Q355 است.. در طول تحقیقات, من متوجه شدم که میزان تلفات مقطعی فولاد زاویه ساخته شده از فولاد Q235 تولید شده توسط یک سازنده بود 10% بعد از 8 سال خدمت, در حالی که فولاد زاویه ساخته شده از فولاد Q355 تنها بود 6% بعد از 8 سال خدمت.
از نظر شکل مقطع, شکل مقطعی جزء پیچیده تر است, انباشتن آب باران آسان تر است, گرد و غبار و رسانه های خورنده, شکاف ها را تشکیل می دهند, و باعث خوردگی شکاف می شود. مثلا, گوشه های فولاد زاویه و فولاد کانال, و اتصالات لبه صفحات اتصال همگی مناطقی هستند که در معرض خوردگی شکافی قرار دارند. اجزای با مقطع دایره ای (مانند لوله های فولادی برج های لوله فولادی) به راحتی آب باران و گرد و غبار از بین می روند, انباشتن آسان نیست, و سرعت خوردگی نسبتاً کند است.
از نظر حالت سطحی, ناهمواری و تمیزی سطح جزء بر یکنواختی و چسبندگی لایه گالوانیزه تأثیر می گذارد.. اجزایی با سطوح بیش از حد زبر, فرز, مقیاس اکسید و سایر عیوب دارای ضخامت لایه گالوانیزه ناهموار هستند, که مستعد اتصالات ضعیف است و به نقطه شروع خوردگی تبدیل می شود. اجزای با تمیزی سطح ضعیف و لکه های روغن, گرد و غبار و سایر ناخالصی ها منجر به ترکیب ضعیف بین لایه گالوانیزه و بستر می شود, لایه برداری آسان, و تسریع خوردگی.
4.3 عوامل فرآیند
عوامل فرآیند عمدتاً شامل فرآیند گالوانیزه می شود, فرآیند تولید, فرآیند مونتاژ, و غیره. این عوامل به طور مستقیم کیفیت لایه گالوانیزه را تعیین می کنند, و سپس بر عملکرد خوردگی اجزا تأثیر می گذارد. این نیز عاملی است که من در طول تحقیق عمیقاً احساس کردم - در همان محیط, درجه خوردگی قطعات با فرآیندهای مختلف ساخت بسیار متفاوت است.
از نظر فرآیند گالوانیزه, همانطور که قبلا ذکر شد, اثر ضد خوردگی گالوانیزه گرم بهتر از گالوانیزه الکتریکی است, و اثر ضد خوردگی پیش تصفیه زنگ زدایی سندبلاست بهتر از عملیات ترشی است.. منطقی بودن دمای محلول روی و زمان غوطه وری نیز بر ضخامت و چسبندگی لایه گالوانیزه تأثیر می گذارد.. در طول تحقیقات, من متوجه شدم که نرخ خوردگی اجزای تحت درمان با گالوانیزه گرم است + سندبلاست زنگ زدایی بیش از 60% کندتر از اجزای پردازش شده با الکترو گالوانیزه + ترشی.
از نظر فرآیند تولید, تنش پسماند ایجاد شده در طول ساخت قطعات، خطر ترک خوردگی ناشی از تنش را افزایش می دهد. کیفیت پایین جوش قطعات باعث جدا شدن آسان لایه گالوانیزه در محل اتصالات جوش می شود., باعث ایجاد خوردگی در اتصالات جوشکاری می شود. در حین تحقیق در یک کارخانه برج سازی, دیدم که لایه گالوانیزه در اتصالات جوش برخی از اجزای جوش داده شده جدا شده است.. کارکنان کارخانه توضیح دادند که این به این دلیل است که درجه حرارت در اتصالات جوش در حین جوشکاری بسیار زیاد است, منجر به فرسودگی لایه گالوانیزه می شود, و گالوانیزه مجدد بعدی کامل نبود, منجر به خوردگی می شود.
4.4 عوامل بهره برداری و نگهداری
فاکتورهای بهره برداری و نگهداری از عوامل کلیدی برای به تاخیر انداختن خوردگی قطعات گالوانیزه و تضمین عملکرد ایمن دکل های انتقال هستند.. حتی اگر قطعات با کیفیت بالا تولید شوند, اگر عملیات و تعمیر و نگهداری در محل نباشد, سرعت خوردگی تسریع خواهد شد, و عمر مفید قطعات به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این با مفهوم عملیات و تعمیر و نگهداری صنعت خطوط لوله سازگار است -”تعمیر و نگهداری دقیق می تواند طول عمر تجهیزات را افزایش دهد 30% یا بیشتر”.
عوامل اصلی عملیات و نگهداری شامل کامل بودن سیستم بازرسی است, به موقع بودن تعمیر و نگهداری, و حرفه ای بودن پرسنل تعمیر و نگهداری. یک سیستم بازرسی صدا می تواند اطمینان حاصل کند که خطرات پنهان خوردگی در مراحل اولیه پیدا شده و به موقع با آنها برخورد می شود., جلوگیری از توسعه بیشتر خوردگی. نگهداری به موقع, مانند زنگ زدگی, پوشش لمسی و تمیز کردن, می تواند به طور موثری از تهاجم رسانه های خورنده جلوگیری کند و روند خوردگی را به تاخیر بیندازد. حرفه ای بودن پرسنل تعمیر و نگهداری تعیین می کند که آیا روش های تعمیر و نگهداری, مواد و فرآیندها مناسب هستند, که مستقیماً بر اثر نگهداری تأثیر می گذارد.
در طول تحقیقات, من دریافتم که تفاوت معنی داری در درجه خوردگی برج های تحت مدیریت ایستگاه های مختلف بهره برداری و نگهداری وجود دارد.. یک ایستگاه عملیات و تعمیر و نگهداری در شمال چین ایجاد کرده است “بازرسی دیجیتال” سیستم. بازرسان هر ماه از پایانه های سیار برای ثبت وضعیت خوردگی هر برج استفاده می کنند, از جمله محل خوردگی, نوع خوردگی و درجه خوردگی, و داده ها را در سیستم مدیریت پس زمینه آپلود کنید. وقتی خطرات پنهان خوردگی پیدا شد, سیستم به طور خودکار یک وظیفه تعمیر و نگهداری را صادر می کند, و پرسنل تعمیر و نگهداری برای رسیدگی به آن در داخل ترتیب داده خواهند شد 7 روزهای کاری. درجه خوردگی برج های تحت مدیریت آن عموماً سبک است, و عمر متوسط قطعات تقریباً افزایش یافته است 5 سال در مقایسه با میانگین صنعت.
برعکس, یک ایستگاه بهره برداری و نگهداری در یک منطقه کوهستانی دور افتاده دارای نیروی انسانی ناکافی و مفاهیم تعمیر و نگهداری عقب مانده است. چرخه بازرسی برج ها سالی یکبار می باشد, و بازرسی عمدتاً بازرسی بصری دستی است, که یافتن خطرات خوردگی پنهان مانند خوردگی حفره ای و خوردگی شکافی دشوار است.. تعمیر و نگهداری اغلب تا زمانی که قطعات دچار شکست خوردگی آشکار شوند به تعویق می افتد (مانند کنده شدن سطح وسیع لایه گالوانیزه و زنگ قرمز روی زیرلایه), که نه تنها هزینه نگهداری را افزایش می دهد بلکه خطرات ایمنی بالقوه را نیز به همراه دارد. در طول تحقیقات, ما آن را پیدا کردیم 30% برج های این منطقه دارای اجزایی با تلفات مقطعی بیش از حد هستند 10%, که نیاز به تعویض فوری دارند.
علاوه بر این, انتخاب مواد تعمیر و نگهداری نیز بر اثر نگهداری تأثیر می گذارد. برخی از واحدهای بهره برداری و نگهداری رنگ ضد زنگ ارزان قیمتی را انتخاب می کنند که با لایه گالوانیزه مطابقت ندارد برای پوشش تاچ آپ.. چسبندگی بین این نوع رنگ و لایه گالوانیزه ضعیف است, و پس از قرار گرفتن در محیط بیرون برای مدت کوتاهی به راحتی جدا می شود, که نمی تواند نقش حفاظتی داشته باشد و حتی به دلیل تجمع آب و گرد و غبار بین لایه رنگ و لایه گالوانیزه باعث تسریع خوردگی می شود..
5. اقدامات حفاظتی در برابر خوردگی و تحلیل موردی مهندسی
بر اساس تجزیه و تحلیل سیستماتیک مکانیسم خوردگی, انواع اصلی خوردگی و عوامل موثر بر قطعات گالوانیزه, همراه با روش تحقیق نویسنده, دانش حرفه ای و تجربه صنعت, این فصل اقدامات هدفمند حفاظت از خوردگی را از دو مرحله اصلی ارائه می کند: مرحله ساخت (پیشگیری از منبع) و مرحله بهره برداری و نگهداری (کنترل فرآیند). اصل از “prevention first, combination of prevention and control, و طبقه بندی حفاظت” رعایت می شود, و اقتصاد, عملی بودن و اثربخشی طولانی مدت اقدامات حفاظتی به طور کامل در نظر گرفته شده است. همزمان, همراه با موارد مهندسی خاص, اثرات کاربرد این اقدامات تأیید و تجزیه و تحلیل می شود, به منظور ارائه مرجع عملی برای عملکرد مهندسی حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال.
5.1 اقدامات حفاظتی در مرحله تولید (پیشگیری از منبع)
مرحله ساخت منبع کنترل خوردگی قطعات گالوانیزه است. کیفیت قطعات تولید شده در این مرحله به طور مستقیم مقاومت اولیه آنها در برابر خوردگی را تعیین می کند. از این رو, تقویت کنترل کیفی مرحله ساخت و بهینه سازی فرآیند ساخت می تواند به طور اساسی مقاومت در برابر خوردگی قطعات گالوانیزه را بهبود بخشد و خطرات خوردگی پنهان در فرآیند خدمات بعدی را کاهش دهد.. همراه با بررسی کارخانجات برج سازی و دانش حرفه ای صنعت خطوط لوله, اقدامات حفاظتی خاص به شرح زیر است:
5.1.1 بهینه سازی فرآیند گالوانیزه و بهبود کیفیت لایه گالوانیزه
فرآیند گالوانیزه پیوند هسته ای است که بر مقاومت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه تأثیر می گذارد. کلید بهینه سازی فرآیند گالوانیزه کنترل دقیق فرآیند پیش تصفیه و پارامترهای گالوانیزه است., تا اطمینان حاصل شود که لایه گالوانیزه دارای ضخامت کافی است, توزیع یکنواخت و چسبندگی قوی. به طور مشخص, اقدامات زیر را می توان انجام داد:
اولین, استفاده از تکنولوژی پیشرفته پیش تصفیه. برای اجزای مورد استفاده در محیط های خشن مانند مناطق ساحلی, مناطق صنعتی سنگین و مناطق با رطوبت بالا, زنگ زدایی سندبلاست باید به عنوان روش اصلی پیش تصفیه اتخاذ شود, و ترشی + فسفاته کردن + شستشوی آب می تواند به عنوان یک درمان کمکی اتخاذ شود. زنگ زدایی با سندبلاست می تواند رسوب اکسید را به طور کامل حذف کند, زنگ, لکه های روغن و بریدگی روی سطح قطعات, باعث می شود سطح اجزاء به زبری خاصی برسد (معمولا 40-80μm), که برای ترکیب لایه گالوانیزه و بستر فولادی مساعد است. در مقایسه با سنتی ترشی derusting, سندبلاست می تواند از زنگ زدگی جلوگیری کند “ترشی بیش از حد” پدیده اجزاء, کاهش عیوب سطحی قطعات, و یکنواختی و چسبندگی لایه گالوانیزه را بهبود می بخشد. با توجه به نتایج آزمون مقایسه ای آزمایش درس نویسنده, چسبندگی لایه گالوانیزه پس از سندبلاست، زنگ زدایی است 20%-30% بالاتر از آن پس از ترشی زدایی, و مقاومت پاشش نمک بیش از 50%.
دومین, پارامترهای فرآیند گالوانیزه را به شدت کنترل کنید. دمای محلول روی باید به شدت در 440-460 درجه سانتیگراد کنترل شود. اگر دما خیلی بالا باشد, سرعت واکنش بین روی و فولاد خیلی سریع خواهد بود, که منجر به ضخامت ناهموار لایه گالوانیزه می شود, چسبندگی ضعیف و لایه برداری آسان; اگر دما خیلی پایین باشد, محلول روی ویسکوزیته بالایی خواهد داشت, که تشکیل یک لایه گالوانیزه یکنواخت دشوار است, و ضخامت لایه گالوانیزه الزامات را برآورده نخواهد کرد. زمان غوطه وری باید با توجه به ضخامت اجزا تنظیم شود: برای اجزای جدار نازک (ضخامت کمتر از 10 میلی متر), زمان غوطه وری 2-4 دقیقه است; برای اجزای دیوار ضخیم (ضخامت بیش از 10 میلی متر), زمان غوطه وری 4-6 دقیقه است, به طوری که اطمینان حاصل شود که ضخامت لایه گالوانیزه مطابق با الزامات GB/T 2694-2023 است. (اجزای باربر که کمتر از 86μm نباشد, اجزای غیر باربر کمتر از 65μm نباشد).
سوم, عملیات غیرفعال سازی پس از گالوانیزه را اضافه کنید. بعد از گالوانیزه کردن, اجزا را می توان با غیرفعال سازی کرومات یا غیرفعال سازی کروم سه ظرفیتی برای تشکیل یک فیلم غیرفعال متراکم روی سطح لایه گالوانیزه پردازش کرد.. فیلم غیر فعال می تواند به طور موثر لایه گالوانیزه را از محیط خورنده خارجی جدا کند, از اکسیداسیون و خوردگی روی جلوگیری می کند, و مقاومت در برابر خوردگی قطعات را بیشتر بهبود بخشد. همزمان, فیلم غیرفعال همچنین می تواند ظاهر لایه گالوانیزه را بهبود بخشد و سایش لایه گالوانیزه را در هنگام حمل و نقل و مونتاژ کاهش دهد.. لازم به ذکر است که غیرفعال شدن کرومات دارای آلودگی محیطی خاصی است, بنابراین غیرفعال سازی کروم سه ظرفیتی (غیرفعال سازی حفاظت از محیط زیست) در کاربرد عملی توصیه می شود.
5.1.2 بهبود فرآیند تولید و کاهش خطرات پنهان
نقص در فرآیند ساخت قطعات منجر به کاهش کیفیت لایه گالوانیزه و افزایش خطرات پنهان خوردگی خواهد شد.. از این رو, بهبود فرآیند ساخت و رفع عیوب در فرآیند ساخت از اقدامات مهم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی قطعات گالوانیزه است.. اقدامات خاص شامل:
اولین, از بین بردن تنش پسماند اجزا. مقدار زیادی تنش پسماند در طول برش ایجاد می شود, خم, جوشکاری و سایر فرآیندهای اجزاء. وجود تنش پسماند نه تنها خواص مکانیکی قطعات را کاهش می دهد، بلکه خطر ترک خوردگی ناشی از تنش را نیز افزایش می دهد.. از این رو, پس از ساخت قطعات, عملیات حرارتی (مانند درمان آنیلینگ) یا درمان پیری ارتعاشی باید برای از بین بردن تنش باقی مانده در داخل اجزا اتخاذ شود. دمای بازپخت در 600-700 درجه سانتیگراد کنترل می شود, و زمان حفظ حرارت 2-3 ساعت است, که می تواند به طور موثر بیش از 80% تنش پسماند. در طول بررسی در یک کارخانه بزرگ برج سازی, ما دریافتیم که اجزای پس از درمان پیری ارتعاشی دارای نرخ بروز ترک خوردگی ناشی از خوردگی استرس هستند 90% کمتر از اجزای بدون درمان حذف استرس.
دومین, بهبود کیفیت جوش قطعات. عیوب جوشکاری (مانند ترک های جوشکاری, منافذ, نفوذ ناقص) منجر به ترکیب ضعیف بین لایه گالوانیزه و بستر در محل اتصالات جوش می شود, و اتصالات جوش مستعد خوردگی هستند. از این رو, فرآیند جوشکاری باید بهینه شود: برای کاهش عیوب جوشکاری، میله جوشکاری هیدروژن کم یا فناوری جوشکاری محافظ گاز را بکار ببرید; کنترل دمای جوش و سرعت جوش برای جلوگیری از فرسودگی لایه گالوانیزه در اتصالات جوش; برای قطعاتی که باید بعد از گالوانیزه جوش داده شوند, یک عامل تعمیر ضد خوردگی ویژه (مانند رنگ غنی از روی) برای اطمینان از یکپارچگی لایه ضد خوردگی در اتصالات جوشکاری باید برای عملیات لمسی پس از جوشکاری استفاده شود..
سوم, بهینه سازی طراحی ساختاری قطعات. طراحی ساختاری اجزا باید تا حد امکان از ایجاد گوشه ها و شکاف های مرده جلوگیری کند, تا از تجمع آب باران جلوگیری شود, گرد و غبار و رسانه های خورنده و کاهش وقوع خوردگی شکاف. مثلا, اتصالات لبه صفحات اتصال باید با سوراخ های زهکشی طراحی شود تا تخلیه آب باران را تسهیل کند.; گوشه های فولاد زاویه ای و فولاد کانالی باید گرد شوند تا تجمع گرد و غبار و محیط های خورنده کاهش یابد; سطح قطعات باید تا حد امکان صاف باشد تا چسبندگی محیط خورنده کاهش یابد. برای قطعات مورد استفاده در مناطق ساحلی و مناطق صنعتی سنگین, طراحی سازه باید بیشتر متمایل به جلوگیری از خوردگی باشد, و تعداد شکاف ها باید به بیشترین میزان کاهش یابد.
5.1.3 مواد با کارایی بالا را انتخاب کنید و مقاومت در برابر خوردگی اجزا را بهبود بخشید
انتخاب مواد تشکیل دهنده به طور مستقیم بر مقاومت در برابر خوردگی قطعات گالوانیزه تأثیر می گذارد. برای دکل های انتقال مورد استفاده در محیط های خدماتی مختلف, برای بهبود مقاومت به خوردگی کلی قطعات، باید مواد با کارایی بالا مناسب انتخاب شود, کاهش نرخ خوردگی, و عمر سرویس را افزایش دهید. پیشنهادات ویژه به شرح زیر است:
اولین, فولاد مقاوم در برابر آب و هوا را برای قطعات در محیط های خوردگی ملایم انتخاب کنید. فولاد مقاوم در برابر آب و هوا (مانند Q235NH, Q355NH) حاوی عناصر آلیاژی مانند مس است, پ, Cr, در, که می تواند یک لایه محافظ متراکم و پایدار بر روی سطح در محیط جوی تشکیل دهد. فیلم محافظ می تواند به طور موثری زیرلایه فولادی را از رسانه های خورنده جدا کند, نقش ضد خوردگی خوبی دارند. نرخ خوردگی فولاد مقاوم در برابر آب و هوا است 1/5-1/10 از فولاد کربن معمولی. اگرچه هزینه اولیه فولاد مقاوم در برابر آب و هوا می باشد 15%-20% بالاتر از فولاد کربن معمولی است, هزینه عملیات طولانی مدت و نگهداری به میزان قابل توجهی کاهش می یابد, که برای برج های روستایی مناسب است, حومه شهر و سایر محیط های خوردگی خفیف.
دومین, فولاد آلیاژی آلومینیوم گالوانیزه را برای قطعات در محیط های خوردگی خشن انتخاب کنید. برای برج ها در مناطق ساحلی, مناطق صنعتی سنگین و مناطق شور-قلیایی, فولاد آلیاژی آلومینیوم گالوانیزه را می توان پذیرفت. لایه آلیاژ گالوانیزه آلومینیوم از 55% آلومینیوم, 43.5% روی و 1.5% سیلیکون. مقاومت در برابر خوردگی لایه آلیاژی است 2-3 برابر لایه روی خالص است. آلومینیوم در لایه آلیاژی می تواند یک فیلم محافظ متراکم Al2O3 بر روی سطح تشکیل دهد., که در برابر خوردگی Cl- و SO2 مقاومت بالایی دارد. همزمان, لایه آلیاژی چسبندگی و مقاومت در برابر سایش خوبی دارد, که می تواند به طور موثر از خوردگی حفره ای و خوردگی شکافی جلوگیری کند. با توجه به داده های تست صنعت, طول عمر قطعات آلیاژ گالوانیزه آلومینیوم در مناطق ساحلی می تواند برسد 40-50 سال ها, که دو برابر قطعات گالوانیزه گرم خالص است.
سوم, برای اتصال قطعات، پیچ های مقاوم در برابر خوردگی با استحکام بالا را انتخاب کنید. پیچ و مهره های با استحکام بالا اجزای کلیدی اتصال دکل های انتقال نیرو هستند, و شکست خوردگی آنها مستقیماً بر پایداری سازه برج تأثیر می گذارد. برای پیچ و مهره های مورد استفاده در محیط های سخت, پیچ و مهره های مقاوم در برابر خوردگی با استحکام بالا (مانند پیچ و مهره های آلیاژ آلومینیوم گالوانیزه 10.9S, پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ) را می توان انتخاب کرد. این پیچ و مهره ها نه تنها از استحکام مکانیکی بالایی برخوردارند، بلکه مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند, که می تواند به طور موثر از پارگی خوردگی و شکستگی جلوگیری کند. علاوه بر این, رزوه پیچ ها را می توان با گریس ضد خوردگی پوشاند تا مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشد..
5.2 اقدامات حفاظتی در مرحله بهره برداری و نگهداری (کنترل فرآیند)
مرحله بهره برداری و نگهداری، حلقه کلیدی برای به تاخیر انداختن خوردگی اجزای گالوانیزه و تضمین عملکرد ایمن دکل های انتقال است.. حتی اگر قطعات با کیفیت بالا تولید شوند, بهره برداری و نگهداری علمی و استاندارد برای ارائه کامل عملکرد ضد خوردگی آنها و افزایش عمر مفید آنها مورد نیاز است. همراه با بررسی ایستگاه های بهره برداری و نگهداری و تجربه بهره برداری و تعمیر و نگهداری صنعت خط لوله, اقدامات حفاظتی خاص در مرحله بهره برداری و نگهداری به شرح زیر است:
5.2.1 سیستم بازرسی روزانه را بهبود بخشید و خطرات پنهان را به موقع کشف کنید
ایجاد یک سیستم بازرسی روزانه علمی و بی نقص، مقدمه کشف به موقع خطرات پنهان خوردگی و انجام تعمیر و نگهداری هدفمند است.. با توجه به شدت محیط سرویس برج ها, یک سیستم بازرسی سلسله مراتبی باید ایجاد شود تا متوجه شود “بازرسی طبقه بندی شده, هشدار اولیه دقیق”.
اولین, یک چرخه بازرسی سلسله مراتبی را تدوین کنید. برای برج ها در محیط های خوردگی خشن (مناطق ساحلی, مناطق صنعتی سنگین, مناطق با رطوبت بالا, مناطق شور و قلیایی), چرخه بازرسی باید به یک چهارم یک بار کوتاه شود; برای برج ها در محیط های خوردگی خفیف (مناطق روستایی, حومه شهر), چرخه بازرسی می تواند یک بار در سال باشد; برای برج های کلیدی (مانند برج های نزدیک تاسیسات مهم, برج های با دهانه بزرگ), چرخه بازرسی باید به یک بار در ماه کوتاه شود. علاوه بر این, پس از هوای شدید (مانند باران شدید, باد شدید, برف سنگین), بازرسی های اضافی باید انجام شود تا بررسی شود که آیا لایه گالوانیزه قطعات آسیب دیده است و آیا خوردگی وجود دارد یا خیر..
دومین, ترکیبی از بازرسی دستی و فناوری تشخیص مدرن را اتخاذ کنید. بازرسی دستی عمدتاً برای بررسی پدیده خوردگی آشکار قطعات استفاده می شود, مانند لایه برداری با سطح وسیع لایه گالوانیزه, زنگ قرمز روی بستر, اتصالات شل قطعات, و غیره. برای خطرات خوردگی پنهان مانند خوردگی حفره ای, خوردگی شکاف و ترک خوردگی تنشی, فن آوری های تشخیص مدرن مانند تست اولتراسونیک, تصویربرداری حرارتی مادون قرمز و نظارت بر حسگر خوردگی باید معرفی شود. تست اولتراسونیک می تواند از دست دادن مقطعی اجزای ناشی از خوردگی را تشخیص دهد; تصویربرداری حرارتی مادون قرمز می تواند خوردگی موضعی اجزا را با تشخیص تفاوت دما در سطح قطعه تشخیص دهد; سنسورهای خوردگی می توانند نرخ خوردگی قطعات را در زمان واقعی نظارت کنند و هشدار اولیه خوردگی را متوجه شوند..
سوم, ایجاد یک پلت فرم بازرسی و مدیریت دیجیتال. داده های بازرسی را ثبت کنید (محل خوردگی, نوع خوردگی, درجه خوردگی, پیشنهادات نگهداری, و غیره.) به پلتفرم دیجیتال, ایجاد یک “یک برج یک فایل” سیستم مدیریت. پلت فرم می تواند داده های خوردگی را تجزیه و تحلیل و قضاوت کند, پیش بینی روند توسعه خوردگی اجزاء, و وظایف تعمیر و نگهداری را به صورت خودکار صادر می کند, به طوری که اطلاعات و هوشمندی عملیات و نگهداری را محقق کند.
5.2.2 زیان آور به موقع, پوشش تاچ آپ و کاهش خوردگی
هنگامی که در حین بازرسی خوردگی پیدا شد, باید با توجه به درجه خوردگی به موقع با آن برخورد کرد تا از توسعه بیشتر خوردگی جلوگیری شود.. اصل از “درمان درجه بندی شده, اقدامات مناسب” باید رعایت شود, و روش های نگهداری مختلف باید با توجه به درجه خوردگی اتخاذ شود:
اولین, درمان خوردگی خفیف. برای قطعات با خوردگی خفیف (لایه گالوانیزه کمی پودر می شود, بدون قرار گرفتن در معرض بستر, منطقه خوردگی کمتر از 5%), می توان از سنگ زنی دستی یا سندبلاست برای از بین بردن زنگ زدگی و لایه گالوانیزه پودری روی سطح استفاده کرد, و سپس رنگ ضد خوردگی مطابق با لایه گالوانیزه (مانند رنگ غنی از روی, رنگ فلوروکربن) را می توان برای پوشش لمسی اعمال کرد. ضخامت لایه رنگ لمسی باید با لایه گالوانیزه مطابقت داشته باشد, به طور کلی 80-100μm. هنگام اعمال رنگ, سطح اجزاء باید تمیز و خشک نگه داشته شود تا از چسبندگی لایه رنگ اطمینان حاصل شود.
دومین, درمان خوردگی متوسط. برای قطعات با خوردگی متوسط (لایه گالوانیزه تا حدی کنده می شود, بستر تا حدی در معرض دید قرار گرفته است, منطقه خوردگی است 5%-20%, تلفات مقطعی کمتر از 10%), برای حذف کامل زنگ زدگی و لایه گالوانیزه باقیمانده روی سطح، باید از سندبلاست استفاده کرد., و سپس عملیات گالوانیزه مجدد یا پوشش ضد خوردگی سنگین باید انجام شود. گالوانیزه مجدد می تواند عملکرد ضد خوردگی قطعات را به سطح اولیه بازگرداند, اما هزینه نسبتا بالا است; پوشش ضد خوردگی سنگین (مانند پوشش پلی اتیلن سه لایه) مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد, کم هزینه, و برای قطعاتی که جداسازی و گالوانیزه مجدد آنها دشوار است مناسب است.
سوم, درمان خوردگی شدید. برای قطعات با خوردگی شدید (لایه گالوانیزه کاملا کنده می شود, بستر کاملاً در معرض دید قرار می گیرد, منطقه خوردگی بیش از 20%, تلفات مقطعی بیش از 10%), آنها باید به موقع تعویض شوند تا از حوادث ایمنی جلوگیری شود. هنگام تعویض قطعات, اجزای جدیدی که الزامات حفاظت در برابر خوردگی را برآورده می کنند باید انتخاب شوند, و فرآیند نصب باید استاندارد باشد تا در حین نصب آسیبی به لایه گالوانیزه وارد نشود.
علاوه بر این, برای برج ها در محیط های خوردگی خشن, تعمیر و نگهداری ضد خوردگی دوره ای را می توان انجام داد. لایه ای از پوشش ضد خوردگی را می توان روی سطح لایه گالوانیزه اعمال کرد 5-8 سال برای تشکیل الف “لایه گالوانیزه + پوشش ضد خوردگی” سیستم حفاظت دوگانه, که می تواند به طور موثر طول عمر قطعات را افزایش دهد.
5.2.3 تقویت تمیز کردن و نگهداری و کاهش چسبندگی متوسط خورنده
تمیز کردن منظم سطح اجزای دکل انتقال، اقدام موثری برای کاهش چسبندگی محیط های خورنده و کاهش خوردگی است.. با توجه به محیط سرویس برج ها, اقدامات تمیزکاری و نگهداری هدفمند باید انجام شود:
اولین, تمیز کردن قطعات در مناطق صنعتی. برای برج های نزدیک به مناطق صنعتی, سطح قطعات به راحتی به گرد و غبار می چسبد, ذرات گاز زباله صنعتی و سایر رسوبات خورنده. تفنگ آب فشار قوی (فشار آب در 10-15MPa کنترل می شود) می توان از آن برای تمیز کردن منظم قطعات استفاده کرد (هر بار یکبار 6 ماه ها). آب تمیز کننده باید آب لوله کشی تمیز باشد, و مواد شوینده را می توان به طور مناسب برای رسوبات سخت به تمیز کردن اضافه کرد. بعد از تمیز کردن, سطح اجزاء باید به موقع خشک شود تا از تشکیل فیلم آب جلوگیری شود.
دومین, تمیز کردن قطعات در مناطق ساحلی. برای برج ها در مناطق ساحلی, سطح قطعات به راحتی به رسوبات اسپری نمک می چسبد (حاوی کلر). بعد از باران شدید, برای شستن به موقع سطح اجزاء باید از آب شیرین استفاده کرد تا غلظت Cl- روی سطح کاهش یابد. برای پایه های برج و انکر بولت ها, تمیز کردن منظم (هر بار یکبار 3 ماه ها) را می توان انجام داد, و گریس ضد خوردگی را می توان پس از تمیز کردن برای بهبود بیشتر مقاومت در برابر خوردگی اعمال کرد.
سوم, تمیز کردن شکاف قطعات. شکاف های اجزا (مانند اتصالات پیچ و مهره, اتصالات صفحه اتصال فولادی زاویه ای) به راحتی گرد و غبار را جمع می کنند, آب باران و رسانه های خورنده. برای تمیز کردن مرتب شکاف ها می توان از برس نرم یا کمپرسور هوا استفاده کرد (هر بار یکبار 3 ماه ها) برای حذف مواد انباشته شده و جلوگیری از وقوع خوردگی شکاف. بعد از تمیز کردن, درزگیر ضد خوردگی را می توان روی شکاف ها اعمال کرد تا از نفوذ رسانه های خورنده جلوگیری کند..
چهارم, حفاظت از پایه های برج. پایه های برج و انکر بولت ها در خاک دفن شده اند, که به راحتی توسط مواد خورنده در خاک خورده می شود. می توان اقداماتی مانند نصب گودال های ضد خوردگی و جداسازی لایه ها انجام داد: حفر خندق های ضد خوردگی (عرض 50 سانتی متر, عمق 60 سانتی متر) اطراف پایه برج, خندق ها را با مواد ضد خوردگی پر کنید (مانند شن, آسفالت), و از نفوذ مواد خورنده موجود در خاک به پایه برج جلوگیری کنید; یک لایه عایق ضد خوردگی قرار دهید (مانند نمد آسفالت, فیلم پلی اتیلن) بین پایه برج و خاک برای جداسازی تماس بین پایه برج و خاک خورنده.
5.2.4 سیستم پایش خوردگی را ایجاد کنید و تعمیر و نگهداری دقیق را انجام دهید
با پیشرفت سریع فناوری دیجیتال, اینترنت اشیا (اینترنت اشیا) و هوش مصنوعی, ایجاد یک سیستم پایش خوردگی هوشمند به روند توسعه حفاظت در برابر خوردگی اجزای دکل انتقال تبدیل شده است.. این سیستم می تواند وضعیت خوردگی اجزا را به صورت بلادرنگ کنترل کند, هشدار اولیه در مورد خوردگی و تعمیر و نگهداری دقیق را درک کنید, اجتناب از نگهداری کور, و کاهش هزینه های بهره برداری و نگهداری.
اولین, نصب سنسورهای نظارت بر خوردگی. سنسورهای خوردگی (مانند سنسورهای مقاومت قطبش خطی, سنسورهای امپدانس الکتروشیمیایی) بر روی اجزای کلیدی دکل های انتقال نصب می شوند (پایه های برج اصلی, پیچ و مهره های با استحکام بالا, پایه های برج), که می تواند نرخ خوردگی را کنترل کند, پتانسیل خوردگی و پارامترهای محیطی (رطوبت اتمسفر, درجه حرارت, غلظت کلر, غلظت SO2) اجزای سازنده در زمان واقعی. سنسورها از طریق فناوری ارتباط بی سیم به پلتفرم مدیریت پس زمینه متصل می شوند (مانند 5G, LoRa), و داده های مانیتورینگ در زمان واقعی به پلت فرم منتقل می شود.
دومین, یک پلت فرم تجزیه و تحلیل داده و هشدار اولیه بسازید. پلت فرم پس زمینه داده های نظارت را جمع آوری و ذخیره می کند, و از داده های بزرگ و الگوریتم های هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده می کند. با توجه به نرخ خوردگی و پارامترهای محیطی, پلت فرم می تواند روند توسعه خوردگی اجزا را پیش بینی کند, هشدار زودهنگام سه سطحی را تنظیم کنید (عادی, توجه, خطر), و در زمانی که وضعیت خوردگی از آستانه ایمنی فراتر رفت، اطلاعات هشدار اولیه را برای پرسنل بهره برداری و نگهداری صادر کنید..
سوم, انجام تعمیر و نگهداری دقیق بر اساس داده های نظارت. با توجه به داده های مانیتورینگ و اطلاعات هشدار اولیه سیستم, پرسنل عملیات و نگهداری می توانند تعمیر و نگهداری هدفمند را انجام دهند: برای قطعات با وضعیت خوردگی معمولی, نیازی به نگهداری نیست; برای قطعات با هشدار اولیه در سطح توجه, تقویت بازرسی و تمیز کردن; برای قطعات با هشدار اولیه در سطح خطر, تخریب را انجام دهد, پوشش لمسی یا تعویض به موقع. این نوع تعمیر و نگهداری دقیق نه تنها کارایی تعمیر و نگهداری را بهبود می بخشد بلکه هزینه عملیات و نگهداری را نیز کاهش می دهد. طبق رویه کاربردی یک شرکت شبکه برق, سیستم هوشمند پایش خوردگی می تواند هزینه عملیات و نگهداری برج ها را کاهش دهد 40%-50%.
5.3 تحلیل موردی مهندسی
برای بررسی اثر کاربرد اقدامات حفاظتی در برابر خوردگی بالا, این فصل خط انتقال ساحلی 220 کیلوولت در یک شهر خاص در شرق چین را به عنوان نمونه ای برای تجزیه و تحلیل در نظر می گیرد.. طول این خط 86 کیلومتر است, با 218 برج های انتقال. در یک محیط معمولی جوی دریایی واقع شده است, با رطوبت هوای بالا (میانگین رطوبت نسبی سالانه 82%), غلظت کلر بالا (میانگین سالانه غلظت کلر 0.08mg/m³), و خوردگی جدی قطعات گالوانیزه. قبل از 2021, این خط فرآیند سنتی گالوانیزه گرم و حالت بازرسی دستی را اتخاذ کرد, و مشکل خوردگی قطعات برجسته بود. قطعات باید در مقادیر زیادی تعویض شوند 5 سال ها, و هزینه عملیات سالانه و تعمیر و نگهداری از آن فراتر رفت 8 میلیون یوان.
که در 2021, واحد عملیات و تعمیر و نگهداری یک تبدیل جامع ضد خوردگی خط را انجام داد, اتخاذ ترکیبی از پیشگیری از منبع و اقدامات حفاظتی کنترل فرآیند پیشنهاد شده در این مقاله. اقدامات ویژه تبدیل به شرح زیر است:
1. تحول مرحله ساخت: همه اجزای جایگزین از فولاد آلیاژی آلومینیوم گالوانیزه استفاده می کنند, و فرآیند گالوانیزه از زنگ زدایی سندبلاست استفاده می کند + گالوانیزه گرم - آلیاژ آلومینیوم + غیرفعال سازی کروم سه ظرفیتی. ضخامت لایه آلیاژ گالوانیزه آلومینیوم در 100-110μm کنترل می شود, که بالاتر از استاندارد ملی است. همزمان, اجزاء تحت درمان پیری ارتعاشی برای از بین بردن تنش باقی مانده قرار می گیرند; طراحی ساختاری اجزا بهینه شده است, و سوراخ های زهکشی در اتصالات لبه صفحات اتصال برای کاهش خوردگی شکاف اضافه می شود..
2. تبدیل مرحله بهره برداری و نگهداری: یک سیستم بازرسی سلسله مراتبی ایجاد شده است, و چرخه بازرسی برج ها به یک چهارم یک بار کوتاه می شود. 50 برج های کلیدی برای نصب سنسورهای نظارت بر خوردگی انتخاب می شوند, و یک پلت فرم نظارت هوشمند خوردگی و هشدار اولیه برای تحقق نظارت بر زمان واقعی وضعیت خوردگی قطعات ساخته شده است.; اجزاء هر بار با آب تازه تمیز می شوند 6 ماه برای حذف رسوبات اسپری نمک; برای قطعات با خوردگی خفیف, زنگ زدایی و پوشش به موقع انجام می شود, و رنگ غنی از روی مطابق با لایه آلیاژ گالوانیزه آلومینیوم برای لمس استفاده می شود; پایه های برج مجهز به گودال های ضد خوردگی و لایه های ایزوله برای جلوگیری از خوردگی خاک است..
بعد از 3 سال های فعالیت (2021-2024), واحد بهره برداری و نگهداری یک بازرسی و ارزیابی جامع از خط را انجام داد. نتایج بازرسی نشان می دهد که اثر تبدیل قابل توجه است:
1. وضعیت خوردگی قطعات: میزان یکپارچگی لایه گالوانیزه آلیاژ آلومینیوم اجزاء بیش از 95%, و هیچ خوردگی حفره ای آشکاری وجود ندارد, خوردگی شکاف و ترک خوردگی تنشی. فقط 3% از اجزای تشکیل دهنده، لایه آلیاژ گالوانیزه-آلومینیوم پودر شده اند, و هیچ قرار گرفتن در معرض بستر رخ نمی دهد. تلفات مقطعی اجزا کمتر از 2%, که به مراتب کمتر از محدوده مجاز ایمنی است (10%).
2. هزینه عملیات و نگهداری: هزینه بهره برداری و نگهداری سالانه خط به کاهش می یابد 3.2 میلیون یوان, که است که 60% کمتر از قبل از تحول (8 میلیون یوان). تعداد تعویض قطعات کاهش می یابد 200 در سال به 15 در سال, که حجم کار و هزینه نگهداری را تا حد زیادی کاهش می دهد.
3. پیش بینی عمر سرویس: با توجه به نرخ خوردگی نظارت شده توسط سیستم, طول عمر قطعات پیش بینی می شود که به آن برسد 45-50 سال ها, که دو برابر اجزای اصلی گالوانیزه گرم خالص است (20-25 سال ها).
این مورد به طور کامل نشان می دهد که ترکیب اقدامات حفاظتی در مرحله ساخت (بهینه سازی فرآیند گالوانیزه, بهبود فرآیند تولید, انتخاب مواد با کارایی بالا) و مرحله بهره برداری و نگهداری (بهبود سیستم بازرسی, نگهداری به موقع, تقویت نظافت, ایجاد سیستم نظارت هوشمند) می تواند به طور موثر مشکل خوردگی اجزای گالوانیزه را در محیط های سخت حل کند, بهبود مقاومت در برابر خوردگی قطعات, کاهش هزینه های بهره برداری و نگهداری, و طول عمر دکل های انتقال را افزایش دهد. اقدامات حفاظتی پیشنهاد شده در این مقاله دارای قابلیت عملی و عملیاتی قوی هستند, و می تواند مرجعی برای حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال در محیط های مشابه باشد.
6. مشکلات فعلی و چشم انداز توسعه آینده
6.1 مشکلات فعلی
با توسعه مداوم صنعت برق و بهبود مستمر فناوری ضد خوردگی, پیشرفت زیادی در حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال در چین حاصل شده است. با این حال, همراه با روش تحقیق نویسنده و تحقیقات صنعت, هنوز برخی از مشکلات برجسته در کاربرد عملی وجود دارد, که بهبود بیشتر سطح حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه را محدود می کند. مشکلات خاص به شرح زیر است:
اولین, کیفیت فرآیند گالوانیزه در برخی از کارخانه های تولیدی کوچک و متوسط در حد استاندارد نیست.. با توجه به محدودیت سرمایه, تکنولوژی و تجهیزات, برخی از کارخانههای تولید برجهای کوچک و متوسط هنوز از روش سنتی ترشیزدایی استفاده میکنند + فرآیند گالوانیزه گرم, و کنترل پارامترهای گالوانیزه (دمای محلول روی, زمان غوطه وری) سختگیر نیست, منجر به ضخامت ناهموار لایه گالوانیزه می شود, چسبندگی ضعیف و مقاومت کم در برابر خوردگی قطعات. در طول تحقیقات, ما آن را پیدا کردیم 40% کارخانجات تولیدی کوچک و متوسط مشکل ضخامت لایه گالوانیزه نامناسب را دارند., و میزان خوردگی قطعات تولید شده توسط این کارخانه ها می باشد 2-3 برابر کارخانه های استاندارد بزرگ مقیاس. علاوه بر این, برخی از کارخانه ها برای کاهش هزینه ها کار خود را کاهش می دهند, استفاده از شمش روی با کیفیت پایین و پیش تصفیه ناقص, که باعث کاهش بیشتر کیفیت لایه گالوانیزه می شود.
دومین, سطح عملیات و نگهداری نامتعادل است. شکاف زیادی در سطح بهره برداری و نگهداری دکل های انتقال بین مناطق مختلف و واحدهای مختلف بهره برداری و نگهداری وجود دارد.. در مناطق توسعه یافته و شرکت های بزرگ شبکه برق, مفهوم عملیات و تعمیر و نگهداری پیشرفته است, فن آوری های تشخیص مدرن و سیستم های نظارت هوشمند به طور گسترده استفاده می شود, و سطح حفاظت در برابر خوردگی بالا است. با این حال, در مناطق دور افتاده و شرکت های کوچک شبکه برق, به دلیل کمبود نیروی انسانی, بودجه و قدرت فنی, حالت بهره برداری و نگهداری به عقب است, چرخه بازرسی طولانی است, تعمیر و نگهداری به موقع نیست, و مشکل خوردگی قطعات برجسته است. در طول تحقیقات, ما دریافتیم که نرخ شکست خوردگی قطعات در مناطق دور افتاده است 3-4 برابر مناطق توسعه یافته است.
سوم, تحقیق و استفاده از فناوری های جدید ضد خوردگی کافی نیست. در حال حاضر, حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه در چین هنوز عمدتاً مبتنی بر فناوریهای گالوانیزه گرم سنتی و پوشش ضد خوردگی است.. تحقیق و کاربرد فناوری های جدید ضد خوردگی (مانند پوشش ضد خوردگی نانو, لایه کامپوزیت ضد خوردگی, تکنولوژی بازدارنده خوردگی) هنوز در مرحله آزمایشی یا مرحله کاربرد در مقیاس کوچک هستند, و به طور گسترده تبلیغ نشده اند. برخی از فناوری های جدید ضد خوردگی دارای مزایای مقاومت در برابر خوردگی بالا هستند, حفاظت از محیط زیست و عمر طولانی, اما به دلیل هزینه بالا, فناوری نابالغ و فقدان استانداردهای مرتبط, استفاده از آنها در مقیاس بزرگ دشوار است.
چهارم, استانداردها و مشخصات مربوطه باید بیشتر بهبود یابد. اگرچه استانداردهای ملی مربوطه وجود دارد (مانند GB/T 2694-2023) برای کیفیت گالوانیزه و حفاظت در برابر خوردگی اجزای برج انتقال, هدف این استانداردها فرآیند گالوانیزه سنتی و اقدامات متداول حفاظت در برابر خوردگی است, و کمبود استانداردها و مشخصات دقیق برای فناوری های جدید ضد خوردگی وجود دارد, مواد جدید و سیستم های نظارت هوشمند. همزمان, استانداردهای ارزیابی اثر حفاظت در برابر خوردگی کامل نیستند, که ارزیابی دقیق مقاومت در برابر خوردگی و عمر مفید قطعات دشوار است.
6.2 چشم انداز توسعه آینده
With the in-depth advancement of the “dual carbon” strategic goal, the construction of a new power system is accelerating, و پروژه های UHV, پروژه های انتقال انرژی جدید و پروژه های انتقال بین منطقه ای به طور مداوم در حال گسترش هستند. The service environment of transmission towers is becoming more complex, و الزامات مقاومت در برابر خوردگی قطعات گالوانیزه روز به روز بالاتر می رود. همراه با روند توسعه فناوری ضد خوردگی در داخل و خارج از کشور و دانش حرفه ای صنعت خطوط لوله, چشم انداز توسعه آتی حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال عمدتاً در جنبه های زیر منعکس می شود.:
اولین, توسعه عملکرد بالا, حفاظت از محیط زیست و مواد ضد خوردگی با عمر طولانی. در آینده, تحقیق و توسعه مواد ضد خوردگی جدید بر عملکرد بالا متمرکز خواهد بود, حفاظت از محیط زیست و عمر طولانی. از یک طرف, بهینه سازی فرمول آلیاژ گالوانیزه-آلومینیوم, عناصر خاکی کمیاب را اضافه کنید (مانند سریم, لانتانیم) برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و چسبندگی لایه آلیاژی; از سوی دیگر, توسعه پوشش های ضد خوردگی جدید حفاظت از محیط زیست (مانند پوشش های نانو کامپوزیت, پوشش های ضد خوردگی مبتنی بر آب), که دارای مزایای غیر سمی هستند, بدون آلودگی, مقاومت در برابر خوردگی بالا و چسبندگی خوب, و به تدریج جایگزین پوشش های سنتی سمی و مضر ضد خوردگی شود. علاوه بر این, تحقیق و کاربرد مواد کامپوزیتی مقاوم در برابر خوردگی (مانند مواد کامپوزیتی پلاستیکی تقویت شده با الیاف) تقویت خواهد شد. این مواد دارای مقاومت در برابر خوردگی عالی و وزن سبک هستند, که می تواند به طور موثر بار خوردگی اجزا را کاهش دهد.
دومین, هوشمندی نظارت بر خوردگی و بهره برداری و نگهداری. با توسعه اینترنت اشیا, کلان داده و هوش مصنوعی, نظارت بر خوردگی و بهره برداری و نگهداری اجزای گالوانیزه به سمت هوشمندسازی و اطلاع رسانی توسعه خواهد یافت. سیستم هوشمند پایش خوردگی به طور گسترده ای ترویج خواهد شد, و سنسورهای خوردگی, سنسورهای دما و رطوبت, حسگرهای گاز و سایر تجهیزات بر روی تمام برجهای کلیدی نصب خواهند شد تا پایش بلادرنگ وضعیت خوردگی و پارامترهای محیطی اجزاء را محقق سازند.. پلتفرم پس زمینه از الگوریتم های هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل داده های نظارت استفاده می کند, پیش بینی روند توسعه خوردگی, و هشدار زودهنگام خودکار و تعمیر و نگهداری هوشمند را متوجه شوید. همزمان, استفاده از پهپادها و ربات ها در بازرسی برج های انتقال رواج خواهد یافت, که کارایی و دقت بازرسی را بهبود می بخشد, و حجم کار بازرسی دستی را کاهش دهید.
سوم, استانداردسازی و اصلاح فرآیندهای ساخت و بهره برداری و نگهداری. در آینده, ادارات ملی مربوطه استانداردها و مشخصات حفاظت در برابر خوردگی قطعات گالوانیزه را بیشتر بهبود خواهند بخشید, تدوین استانداردهای دقیق برای فناوری های جدید ضد خوردگی, مواد جدید و سیستم های نظارت هوشمند, و استانداردسازی فرآیندهای ساخت و بهره برداری و نگهداری. کارخانه های تولیدی کنترل کیفیت کل فرآیند را تقویت خواهند کرد, استفاده از تجهیزات پیشرفته تولید و فن آوری های تشخیص, و از کیفیت قطعات گالوانیزه اطمینان حاصل کنید. واحدهای بهره برداری و تعمیر و نگهداری سیستم عملیات و تعمیر و نگهداری دقیق تری را ایجاد خواهند کرد, اجرای حفاظت طبقه بندی شده و نگهداری دقیق با توجه به محیط سرویس و وضعیت خوردگی اجزا, و سطح بهره برداری و نگهداری را بهبود بخشد.
چهارم, ادغام فناوری حفاظت از خوردگی در صنعت خط لوله و میدان برج انتقال. مکانیسم خوردگی و منطق حفاظتی اجزای فلزی در صنعت خط لوله و میدان برج انتقال بسیار مشابه است.. در آینده, ادغام و تبادل فناوری حفاظت از خوردگی بین دو میدان تقویت خواهد شد. فن آوری های بالغ ضد خوردگی در صنعت خط لوله (مانند پوشش پلی اتیلن سه لایه, تکنولوژی بازدارنده خوردگی, سیستم هوشمند پایش خوردگی) برای حفاظت در برابر خوردگی اجزای دکل انتقال اعمال خواهد شد, و تجربه عملی اجزای برج انتقال در حفاظت از خوردگی اتمسفر در فضای باز برای غنی سازی سیستم فن آوری ضد خوردگی صنعت خط لوله استفاده خواهد شد., تا توسعه و پیشرفت مشترک دو حوزه محقق شود.
پنجم, توسعه سبز و کم کربن حفاظت در برابر خوردگی. تحت پس زمینه از “dual carbon” strategic goal, حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه به سمت سبز و کم کربن توسعه می یابد. فرآیند گالوانیزه سنتی برای کاهش مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست بهینه خواهد شد; تحقیق و استفاده از مواد و فناوری های ضد خوردگی حفاظت از محیط زیست برای کاهش اثرات زیست محیطی تقویت خواهد شد; عمر مفید قطعات از طریق اقدامات حفاظتی علمی افزایش خواهد یافت, کاهش فرکانس تعویض قطعات و تحقق بازیافت منابع. مثلا, لایه گالوانیزه زباله قابل بازیافت و استفاده مجدد است, کاهش اتلاف منابع و آلودگی محیط زیست.
7. نتیجه
دکل های انتقال زیرساخت اصلی پشتیبانی شبکه انتقال نیرو هستند, و عملکرد ایمن و پایدار آنها ارتباط مستقیمی با امنیت ملی انرژی و توسعه اجتماعی و اقتصادی دارد. اجزای گالوانیزه, به عنوان اجزای اصلی دکل های انتقال, برای دستیابی به اثرات ضد خوردگی به مکانیسم محافظت از آند قربانی لایه گالوانیزه تکیه کنید, که در صنعت برق کاربرد فراوانی دارند. با این حال, در محیط طولانی مدت خدمات در فضای باز پیچیده, اجزای گالوانیزه تحت اثر ترکیبی عوامل محیطی مستعد شکست خوردگی هستند, عوامل خود جزء, عوامل فرآیند و عوامل بهره برداری و نگهداری, که نه تنها هزینه های بهره برداری و نگهداری را افزایش می دهد، بلکه خطرات بالقوه ایمنی را برای شبکه انتقال نیرو به همراه دارد.
بر اساس تجربه دوره نویسنده به عنوان یک رشته کارشناسی در صنعت لوله کشی, نتایج تحقیقات در محل, داده های تحقیقات صنعت و موارد مهندسی, این مقاله به طور سیستماتیک مشکلات خوردگی و اقدامات حفاظتی اجزای گالوانیزه دکل های انتقال را بررسی می کند, و نتایج اصلی زیر را به دست می آورد:
1. خوردگی اجزای گالوانیزه فرآیندی جامع از خوردگی الکتروشیمیایی و خوردگی شیمیایی است, که در میان آنها خوردگی الکتروشیمیایی اصلی ترین است. زمانی که لایه گالوانیزه سالم است, روی به عنوان یک آند قربانی برای محافظت از بستر فولادی عمل می کند; هنگامی که لایه گالوانیزه آسیب دیده است, زیرلایه فولادی دچار خوردگی سریع الکتروشیمیایی می شود, منجر به خرابی قطعه می شود. خوردگی اجزای گالوانیزه عمدتاً به چهار نوع تقسیم می شود: خوردگی یکنواخت, خوردگی حفره ای, خوردگی شکاف و ترک خوردگی تنشی. در میان آنها, خوردگی حفره ای و ترک خوردگی تنشی خطرناک ترین هستند, با پنهان سازی قوی و نرخ خوردگی سریع, که از نکات کلیدی حفاظت در برابر خوردگی هستند.
2. عوامل اصلی مؤثر بر خوردگی اجزای گالوانیزه شامل چهار دسته است: فاکتورهای محیطی, عوامل خود جزء, عوامل فرآیند و عوامل بهره برداری و نگهداری. در میان آنها, فاکتورهای محیطی (رطوبت اتمسفر, رسانه های خورنده) عوامل اصلی تأثیرگذار هستند, عوامل فرآیند مقاومت اولیه در برابر خوردگی اجزا را تعیین می کنند, و عوامل بهره برداری و تعمیر و نگهداری، طول عمر قطعات را تعیین می کنند. درجه خوردگی قطعات با مشخصات و طول عمر یکسان در محیط های مختلف بسیار متفاوت است, فرآیندهای مختلف تولید و سطوح مختلف عملیات و نگهداری.
3. حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه باید از اصل پیروی کند “prevention first, combination of prevention and control, و طبقه بندی حفاظت”, و اقدامات حفاظتی هدفمند را از مرحله ساخت و مرحله بهره برداری و نگهداری انجام دهد. در مرحله ساخت, مقاومت در برابر خوردگی قطعات را می توان با بهینه سازی فرآیند گالوانیزه به طور اساسی بهبود بخشید (اتخاذ سندبلاست ضد زنگ, کنترل دقیق پارامترهای گالوانیزه), بهبود فرآیند تولید (از بین بردن استرس پسماند, بهبود کیفیت جوش) و انتخاب مواد با کارایی بالا (فولاد آلیاژی آلومینیوم گالوانیزه, فولاد مقاوم در برابر آب و هوا). در مرحله بهره برداری و نگهداری, عمر مفید قطعات را می توان به طور موثر با بهبود سیستم بازرسی افزایش داد, انجام به موقع پوشش های زنگ زدایی و لمسی, تقویت نظافت و نگهداری, و ایجاد یک سیستم هوشمند پایش خوردگی.
4. تجزیه و تحلیل مورد مهندسی نشان می دهد که ترکیبی از پیشگیری از منبع (مرحله ساخت) و کنترل فرآیند (مرحله بهره برداری و نگهداری) می تواند به طور موثر مشکل خوردگی اجزای گالوانیزه را در محیط های سخت حل کند. پس از تحول جامع ضد خوردگی خط انتقال 220 کیلوولت ساحلی, درجه خوردگی اجزا به میزان قابل توجهی کاهش می یابد, هزینه بهره برداری و نگهداری کاهش می یابد 60%, و عمر مفید قطعات پیش بینی می شود 45-50 سال ها, که به طور کامل عملی بودن و عملکرد اقدامات حفاظتی پیشنهاد شده در این مقاله را تأیید می کند.
5. در حال حاضر, هنوز مشکلاتی در حفاظت از خوردگی قطعات گالوانیزه در چین وجود دارد, مانند کیفیت گالوانیزه نامرغوب برخی از کارخانه های کوچک و متوسط, سطح عملیات و نگهداری نامتعادل, تحقیقات ناکافی و استفاده از فناوری های جدید ضد خوردگی, و استانداردهای مربوطه ناقص است. در آینده, حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه به سمت عملکرد بالا توسعه می یابد, باهوش, استاندارد شده, سبز و کم کربن, و ادغام فناوری ضد خوردگی بین صنعت خط لوله و میدان برج انتقال برای بهبود بیشتر سطح حفاظت در برابر خوردگی تقویت خواهد شد..
به عنوان یک مقطع کارشناسی در رشته صنعت لوله کشی, از طریق این تحقیق, من درک عمیق تری از مکانیسم خوردگی و فناوری حفاظت از اجزای فلزی دارم, و همچنین به اهمیت حفاظت در برابر خوردگی برای ایمنی زیرساخت پی برد. نتایج تحقیق این مقاله نه تنها مرجع عملی برای عملکرد مهندسی حفاظت در برابر خوردگی اجزای گالوانیزه برجهای انتقال است، بلکه مرجعی برای تحقیقات ضد خوردگی اجزای فلزی مرتبط در صنعت خطوط لوله نیز ارائه میکند.. با توجه به محدودیت های سطح حرفه ای نویسنده, دامنه تحقیق و عمق تحقیق, هنوز در این مقاله کاستی هایی وجود دارد. مثلا, تحقیق در مورد مکانیسم خوردگی اجزای گالوانیزه در محیط های شدید (مانند ارتفاع بالا, دمای فوق العاده پایین) به اندازه کافی عمیق نیست, و تحقیق در مورد فن آوری های جدید ضد خوردگی نسبتا مقدماتی است. در آینده, به مطالعه و اکتشاف ادامه خواهم داد, تعمیق تحقیق در مورد فناوری های مربوطه, و به قدرت خودم در ایمنی زیرساخت های ملی و توسعه صنعت ضد خوردگی کمک کنم.
