Komponen Menara Transmisi Galvanis – Kajian Masalah Korosi
500Menara Tiang Saluran Transmisi kV Di Bawah Gelombang Penuh Impuls Petir
Februari 1, 2026
Baja Kekuatan Tinggi dalam Konstruksi Menara Transmisi
Februari 13, 2026
Kajian Masalah Korosi dan Tindakan Proteksi Komponen Galvanis Menara Transmisi
Daftar isi
Abstrak
Sebagai struktur pendukung inti jaringan transmisi tenaga listrik, pengoperasian menara transmisi yang aman dan stabil berkaitan langsung dengan ketahanan energi nasional serta pembangunan sosial dan ekonomi. Perawatan galvanisasi, sebagai metode anti korosi yang paling banyak digunakan dan ekonomis untuk menara transmisi komponen, secara efektif memperpanjang masa pakai menara berdasarkan karakteristik ikatan metalurgi antara lapisan seng dan substrat baja serta mekanisme perlindungan anoda korban. Namun, dalam lingkungan layanan luar ruangan yang kompleks jangka panjang, dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti polusi udara, semprotan garam laut, dan media korosif industri, komponen galvanis rentan terhadap kegagalan korosi, yang tidak hanya meningkatkan biaya pengoperasian dan pemeliharaan tetapi juga dapat menyebabkan kecelakaan keselamatan besar seperti runtuhnya menara dan gangguan transmisi listrik. Menggabungkan pengalaman praktek kursus penulis sebagai sarjana jurusan Industri Pipa, hasil penelitian industri, data industri terkini dan kasus rekayasa, makalah ini secara sistematis menganalisis mekanisme korosi, jenis korosi utama dan faktor yang mempengaruhi komponen galvanis menara transmisi, membahas secara mendalam karakteristik teknisnya, dampak penerapan dan kekurangan yang ada pada upaya perlindungan arus utama saat ini, dan mengedepankan saran pengoptimalan yang ditargetkan dan prospek penerapan teknologi perlindungan baru. Melalui analisis teknis profesional, perbandingan parameter tabel dan bukti kasus, itu menyeimbangkan profesionalisme dan kepraktisan, memberikan acuan bagi praktek rekayasa proteksi korosi pada komponen menara transmisi yang digalvanis, dan juga menawarkan referensi untuk penelitian anti korosi pada komponen logam terkait di industri pipa.
Kata kunci
Menara Transmisi; Komponen Galvanis; Mekanisme Korosi; Tindakan Perlindungan; Optimalisasi Pengoperasian dan Pemeliharaan; Industri Pipa
1. pengantar
Sebagai sarjana jurusan Industri Pipa, Saya sangat menyadari dampak fatal korosi logam terhadap keselamatan infrastruktur melalui studi mata kuliah seperti “Korosi dan Perlindungan Logam” dan “Teknologi Konstruksi Rekayasa Pipa”. Baik itu jaringan pipa transmisi migas maupun komponen menara transmisi, korosi logam adalah masalah utama yang memperpendek masa pakainya dan meningkatkan potensi bahaya keselamatan. Apalagi setelah berpartisipasi dalam “Investigasi Anti Korosi pada Infrastruktur Ketenagalistrikan” kegiatan praktek yang diselenggarakan oleh sekolah, Saya telah memperoleh pemahaman yang lebih intuitif dan mendalam tentang masalah korosi pada komponen menara transmisi galvanis.
Selama penyelidikan itu, tim kami berkunjung 3 500stasiun pengoperasian dan pemeliharaan saluran transmisi kV dan 2 pabrik pembuatan menara di Cina Utara, dan memeriksa korosi menara transmisi dengan masa pakai yang berbeda dan di bawah lingkungan layanan yang berbeda di tempat. Yang paling mengesankan bagi saya adalah di bagian jalur transmisi di sekitar kota industri berat, lapisan galvanis baja sudut menara, baut dan komponen lainnya yang hanya di servis saja 8 bertahun-tahun telah muncul pengelupasan dan pengelupasan area yang luas, dan permukaan komponennya dipenuhi karat merah. Personel pengoperasian dan pemeliharaan mengatakan bahwa menara di sini perlu dihilangkan karatnya dan digalvanis ulang setiap tahun, dan biaya operasi dan pemeliharaannya sangat tinggi. Di jalur transmisi daerah pesisir, beberapa pangkalan menara dan baut jangkar mengalami lubang berlubang akibat erosi jangka panjang akibat semprotan garam laut, dan bahkan kehilangan penampang salah satu komponen penyangga diagonal menara akibat korosi telah melampauinya 15%, yang harus segera diganti, jika tidak maka akan dengan mudah menyebabkan kemiringan menara.
Menurut data statistik terbaru yang dirilis oleh Dewan Listrik Tiongkok pada tahun 2018 2024, jumlah total menara transmisi yang beroperasi di Tiongkok telah melampaui 5 juta, yang lebih dari 90% mengadopsi proses galvanisasi hot-dip untuk perawatan anti korosi. Biaya pemeliharaan tahunan menara yang disebabkan oleh korosi melebihi biaya 3 triliun yuan, dan ada tentang 200 Kecelakaan gangguan transmisi tenaga listrik yang disebabkan oleh kegagalan korosi pada komponen galvanis setiap tahunnya, dengan kerugian ekonomi langsung melebihi 500 juta yuan. Dengan kemajuan mendalam dari “karbon ganda” tujuan strategis, pembangunan sistem tenaga listrik baru semakin cepat, dan proyek UHV serta proyek transmisi pendukung energi baru terus berkembang. Lingkungan layanan menara transmisi menjadi lebih kompleks. Jumlah menara di lingkungan ekstrim seperti ketinggian, kelembaban tinggi dan dingin, polusi industri berat dan semprotan garam laut semakin meningkat, yang mengedepankan persyaratan lebih tinggi untuk kinerja anti-korosi komponen galvanis.
Meskipun skenario penerapan industri pipa dan bidang menara transmisi berbeda, mekanisme korosi dan logika perlindungan komponen logam sangat mirip. Keduanya menekankan “pencegahan terlebih dahulu, kombinasi pencegahan dan pengendalian”, dan memperhatikan perekonomian, kepraktisan dan efektivitas tindakan perlindungan jangka panjang. Berdasarkan ini, dikombinasikan dengan pengetahuan profesional saya, pengalaman praktis, dan sejumlah besar dokumen industri serta standar dan spesifikasi terbaru yang dikonsultasikan, Saya memilih topiknya “Kajian Masalah Korosi dan Tindakan Proteksi Komponen Galvanis Menara Transmisi”. Saya berharap dapat mengeksplorasi skema perlindungan yang lebih efisien dan ekonomis melalui analisis mendalam tentang aturan korosi komponen galvanis, yang tidak hanya memberikan referensi untuk pengoperasian dan pemeliharaan menara transmisi tetapi juga memberikan referensi untuk penelitian anti korosi pada komponen logam terkait dalam industri pipa..
Fokus penelitian makalah ini adalah: mekanisme korosi komponen galvanis dan karakteristik korosinya di lingkungan yang berbeda, parameter teknis dan dampak penerapan langkah-langkah perlindungan arus utama saat ini, dan usulan optimalisasi perlindungan yang ditargetkan dikombinasikan dengan kasus-kasus praktis. Dalam proses penelitian, ini akan menghindari pembicaraan kosong teoretis yang berlebihan, fokus pada kombinasi teori dan praktik, mengintegrasikan wawasan unik dari penyelidikan pribadi, menyeimbangkan profesionalisme dan ekspresi sehari-hari, dan coba gunakan ekspresi umum di industri untuk menghindari penumpukan istilah profesional yang kaku, sehingga hasil penelitian lebih praktis dan dapat dioperasikan.
2. Ikhtisar Komponen Galvanis Menara Transmisi
2.1 Komposisi dan Fungsi Komponen Galvanis
Menara transmisi adalah struktur rangka spasial yang dirakit dari berbagai komponen logam galvanis. Komponen galvanisnya terutama mencakup kaki menara utama, sudut baja, baja saluran, pelat penghubung, baut, baut jangkar, tangga, dll. Komponen yang berbeda memainkan peran berbeda di menara, namun persyaratan anti-korosinya konsisten—semuanya harus memiliki ketahanan yang baik terhadap korosi atmosferik dan korosi media kimia untuk memastikan bahwa tidak terjadi kegagalan korosi yang serius dalam masa pakai yang dirancang. (biasanya 30 tahun).
Diantara mereka, Komponen penahan beban seperti kaki menara utama dan baja sudut merupakan komponen inti penahan gaya menara, dan integritas lapisan galvanis secara langsung mempengaruhi sifat mekanik dan stabilitas struktural komponen. Menyambung komponen seperti baut dan baut jangkar, meskipun tunduk pada kekuatan yang relatif kecil, akan menyebabkan kendornya sambungan komponen menara dan memicu ketidakstabilan struktural secara keseluruhan setelah terjadi kemacetan atau patahan korosi. Komponen bantu seperti pelat penghubung, yang terpapar ke luar ruangan dalam waktu lama, rentan terhadap kerusakan lapisan galvanis akibat pencucian air hujan dan penumpukan debu, menyebabkan korosi.
Perlu ditekankan di sini bahwa lapisan galvanis pada komponen galvanis menara transmisi bukanlah lapisan seng tunggal, tetapi struktur dua lapis “lapisan paduan seng-besi + lapisan seng murni” dibentuk oleh reaksi metalurgi antara seng dan substrat baja. Keuntungan dari struktur ini adalah lapisan paduan seng-besi menyatu erat dengan substrat dan tidak mudah rontok, sedangkan lapisan seng murni berperan sebagai pelindung anoda korban, memberikan perlindungan ganda untuk kinerja anti korosi pada komponen. Hal ini pada dasarnya konsisten dengan prinsip anti korosi galvanis pada pipa transmisi minyak di industri pipa. Namun, karena perbedaan karakteristik gaya dan lingkungan layanan komponen menara transmisi, persyaratan ketebalannya, keseragaman dan daya rekat lapisan galvanis lebih ketat.
2.2 Proses Galvanisasi dan Parameter Teknis
Saat sekarang, proses galvanisasi komponen menara transmisi terutama dibagi menjadi dua jenis: galvanisasi hot-dip dan galvanisasi elektro. Diantara mereka, galvanisasi hot-dip menyumbang lebih dari 95% pasar menara galvanisasi karena efek anti korosinya yang baik, umur panjang dan biaya moderat. Elektro-galvanisasi hanya digunakan untuk beberapa komponen tambahan kecil atau komponen dalam ruangan. Makalah ini berfokus pada masalah korosi pada komponen galvanis hot-dip.
Proses galvanisasi hot-dip, sederhananya, adalah merendam komponen baja setelah dihilangkan karat dan dihilangkan lemaknya ke dalam larutan seng cair (suhu larutan seng dikontrol pada 440-460℃). Setelah perendaman dalam jangka waktu tertentu, substrat baja bereaksi secara metalurgi dengan larutan seng untuk membentuk lapisan galvanis yang seragam dan padat pada permukaan komponen. Menurut GB/T 2694—2023 “Persyaratan Teknis Pembuatan Menara Saluran Transmisi”, ketebalan lapisan galvanis hot-dip untuk komponen penahan beban menara transmisi tidak boleh kurang dari 86μm, dan untuk komponen tanpa beban tidak boleh kurang dari 65μm. Adhesi lapisan galvanis harus memenuhi persyaratan “tidak terkelupas atau terangkat setelah uji palu”, dan ketahanan semprotan garam tidak akan mencapai karat merah dalam uji semprotan garam netral selama 480 jam.
Selama penyelidikan, Saya menemukan bahwa ada perbedaan tertentu dalam parameter proses galvanisasi di berbagai pabrik manufaktur, yang secara langsung mempengaruhi kualitas dan efek anti korosi pada lapisan galvanis. Meja 1 di bawah ini membandingkan parameter proses galvanisasi hot-dip 3 pabrik manufaktur menara utama di Cina. Dikombinasikan dengan pengamatan saya di bengkel pabrik, analisis singkat tentang dampak perbedaan parameter dibuat.
|
Nama Produsen
|
Suhu Larutan Seng (℃)
|
Waktu Perendaman (menit)
|
Metode Pra-Perawatan
|
Ketebalan Lapisan Galvanis (um)
|
Adhesi (Tes Palu)
|
Efek Aplikasi Sebenarnya (Ringkasan Investigasi)
|
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Pabrikan A (Pabrikan di Hebei)
|
445±5
|
3-5 (disesuaikan dengan ketebalan komponen)
|
pengawetan + Fosfat + Pencucian Air
|
90-100
|
Tidak mengelupas atau mengangkat, sedikit goresan lokal
|
Untuk komponen yang sedang diservis 10 tahun, tingkat integritas lapisan galvanis mencapai 85%. Korosi terutama terkonsentrasi pada sambungan komponen, dan biaya pengoperasian dan pemeliharaannya rendah.
|
|
Pabrikan B (Pabrikan di Shandong)
|
455±5
|
2-4
|
pengawetan + Pencucian Air (tidak ada fosfat)
|
80-90
|
Sedikit pengangkatan lokal, tidak ada pengelupasan area yang luas
|
Untuk komponen yang sedang diservis 8 tahun, tingkat integritas lapisan galvanis adalah tentang 70%. Permukaan beberapa komponen menjadi bubuk, dan cat anti korosi perlu di-touch up secara berkala.
|
|
Pabrikan C (Pabrikan di Jiangsu)
|
440±5
|
4-6
|
Penghilangan Karat dengan Sandblasting + Pencucian Air
|
100-110
|
Tidak mengelupas atau mengangkat, daya rekat yang sangat baik
|
Untuk komponen yang sedang diservis 12 tahun, tingkat integritas lapisan galvanis mencapai 90%. Korosi jarang terjadi, terutama digunakan di area dengan korosi parah seperti pesisir dan kawasan industri berat.
|
Meja 1 Perbandingan Parameter Proses Galvanisasi Hot-dip dan Efek Aplikasinya 3 Produsen Menara Arus Utama di Cina
Hal ini dapat dilihat dari Tabel 1 suhu larutan seng tersebut, waktu perendaman dan metode perlakuan awal merupakan parameter inti yang mempengaruhi kualitas lapisan galvanis. Diantara mereka, metode pra-perawatan memiliki dampak yang paling nyata. Pabrikan C mengadopsi metode pretreatment derusting sandblasting + pencucian air. Dibandingkan dengan perlakuan pengawetan dari Produsen A dan B, itu bisa menghilangkan karat dengan lebih menyeluruh, kerak oksida dan noda minyak pada permukaan komponen, membuat kombinasi antara lapisan galvanis dan substrat menjadi lebih dekat. Karena itu, lapisan galvanis lebih tebal, memiliki daya rekat yang lebih baik, dan memiliki efek anti korosi yang lebih baik dalam aplikasi praktis. Meskipun biaya prosesnya sedikit lebih tinggi, biaya operasi dan pemeliharaan jangka panjang lebih rendah, yang lebih cocok untuk komponen tower di area dengan korosi parah.
Hal ini sepenuhnya konsisten dengan logika proses galvanisasi pipa di industri pipa. Dalam pembuatan pipa, perlakuan awal yang tidak memadai juga akan menyebabkan daya rekat yang buruk dan lapisan galvanis mudah terkelupas, mengakibatkan korosi pada pipa. Dalam percobaan kursus “Teknologi Konstruksi Rekayasa Pipa”, Saya melakukan eksperimen perbandingan: diambil dua pipa baja dengan spesifikasi yang sama, salah satunya dihilangkan karatnya dengan peledakan pasir, yang lain dengan pengawetan. Keduanya diolah dengan galvanisasi hot-dip dan kemudian dilakukan uji semprotan garam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lapisan pipa baja galvanis setelah derusting sandblasting masih tidak terdapat karat merah setelah uji semprotan garam selama 600 jam., sedangkan pipa baja setelah pengawetan derust hanya menimbulkan karat merah lokal setelah 400 jam. Hal ini juga menegaskan bahwa peningkatan proses pretreatment merupakan dasar untuk meningkatkan kinerja anti korosi pada lapisan galvanis..
3. Mekanisme Korosi dan Jenis Korosi pada Komponen Galvanis
3.1 Analisis Mekanisme Korosi Komponen Galvanis
Korosi komponen galvanis menara transmisi pada dasarnya adalah proses komprehensif korosi elektrokimia dan korosi kimia pada lapisan galvanis dan substrat baja di lingkungan luar ruangan yang kompleks., di antaranya korosi elektrokimia adalah yang utama. Untuk memahami masalah korosi pada komponen galvanis, pertama-tama kita harus memperjelas mekanisme korosinya—yang merupakan dasar utama bagi kita untuk merumuskan langkah-langkah perlindungan.
Komponen utama lapisan galvanis adalah seng. Potensi elektroda standar seng adalah -0.76V, sedangkan baja adalah -0.44V. Potensi elektroda seng lebih rendah dibandingkan baja. Karena itu, ketika lapisan galvanis pada permukaan komponen galvanis masih utuh, seng bertindak sebagai anoda dan substrat baja sebagai katoda, membentuk sirkuit sel galvanik di lingkungan lembab. Saat ini, seng lebih disukai akan mengalami reaksi oksidasi (yaitu, anoda korban), menjadi terkorosi dan larut, sedangkan substrat baja terlindungi dari korosi. Ini adalah “mekanisme perlindungan anoda korban” dari lapisan galvanis, yang juga merupakan prinsip inti anti korosi galvanis.
Persamaan reaksi oksidasi seng adalah: Zn – 2e⁻ = Zn²⁺. Zn²⁺ bergabung dengan OH⁻ di lingkungan membentuk Zn(OH)₂, yang selanjutnya dioksidasi membentuk produk korosi yang stabil seperti ZnO dan ZnCO₃. Produk korosi ini akan menempel pada permukaan lapisan galvanis membentuk film pasif yang padat, yang dapat mencegah korosi lebih lanjut pada seng dan juga mencegah media korosif eksternal (seperti air hujan, semprotan garam, gas limbah industri, dan lain-lain) agar tidak bersentuhan dengan substrat baja, memainkan peran perlindungan ganda.
Namun, efek perlindungan ini hanya dapat dicapai jika lapisan galvanis masih utuh. Bila lapisan galvanis rusak karena keausan, menggores, penuaan dan alasan lainnya, dan substrat baja terkena media korosif, situasinya akan berubah. Saat ini, dalam sel galvanik yang dibentuk oleh seng dan baja, seng masih bertindak sebagai anoda dan baja sebagai katoda. Namun, karena rusaknya lapisan galvanis, area korosi seng berkurang, dan laju korosi akan meningkat secara signifikan. Ketika lapisan galvanis benar-benar terkorosi dan habis, substrat baja akan langsung terkena media korosif dan mulai menimbulkan korosi.
Korosi pada substrat baja juga merupakan korosi elektrokimia: di lingkungan yang lembab, lapisan air terbentuk pada permukaan baja. Lapisan air melarutkan oksigen, karbon dioksida, garam dan zat lain untuk membentuk larutan elektrolit. Besi dan karbon dalam baja membentuk sel galvanik. Besi berperan sebagai anoda untuk mengalami reaksi oksidasi menghasilkan Fe²⁺. Fe²⁺ bergabung dengan OH⁻ untuk menghasilkan Fe(OH)₂, yang selanjutnya dioksidasi menghasilkan Fe(OH)₃. Fe(OH)₃ mengalami dehidrasi membentuk Fe₂O₃·nH₂O (yaitu, karat merah). Karat merah memiliki tekstur yang longgar dan tidak dapat mencegah serbuan media korosif, yang akan menyebabkan korosi terus menerus pada substrat baja, dan pada akhirnya menyebabkan hilangnya komponen secara penampang, penurunan sifat mekanik dan bahkan kegagalan.
Selain korosi elektrokimia, komponen galvanis juga akan mengalami korosi kimia. Bila terdapat media korosif seperti gas limbah industri (seperti SO₂, TIDAK₂, HCl, dan lain-lain) dan semprotan garam laut (mengandung Cl⁻) di lingkungan, media tersebut akan langsung bereaksi secara kimia dengan lapisan galvanis, menghancurkan film pasif dan mempercepat korosi seng. Sebagai contoh, SO₂ bereaksi dengan lapisan galvanis menghasilkan ZnSO₄·7H₂O (kristal seng sulfat), yang teksturnya longgar dan mudah rontok, menyebabkan penipisan lapisan galvanis secara bertahap. Cl⁻ dapat menembus film pasif dan bereaksi dengan seng menghasilkan ZnCl₂ yang larut dalam air, mempercepat korosi pitting pada lapisan galvanis.
Di sini saya ingin berbagi wawasan pribadi yang dipadukan dengan pengalaman praktis saya: dalam lingkungan dengan kelembaban tinggi dan perbedaan suhu tinggi, lapisan air pada permukaan komponen galvanis akan bertahan lama, dan lapisan air akan melarutkan media yang lebih korosif, yang akan sangat mempercepat laju korosi elektrokimia. Selama penyelidikan, Saya menemukannya di menara transmisi di daerah pegunungan dengan kelembapan tinggi di selatan, meskipun tidak ada polusi industri dan semprotan garam laut, di bawah umur layanan yang sama, tingkat korosi komponen galvanis jauh lebih serius dibandingkan di daerah kering di utara. Hal ini dikarenakan daerah pegunungan selatan sering mengalami hujan sepanjang tahun dan kelembaban udara yang tinggi (kelembaban relatif rata-rata tahunan melebihi 80%), dan lapisan air pada permukaan komponen galvanis tidak dapat mengering dalam waktu lama, sehingga korosi elektrokimia terjadi terus menerus, menyebabkan konsumsi cepat lapisan galvanis.
Sebagai tambahan, menurut data penelitian dari National Center for Materials Corrosion and Protection Science, proses korosi dan produk korosi baja galvanis di lingkungan atmosfer yang berbeda berbeda secara signifikan, yang juga menyebabkan perbedaan laju korosi dan karakteristik korosi komponen galvanis di lingkungan yang berbeda, sebagai berikut:
1. Lingkungan atmosfer pedesaan yang tidak tercemar: terutama dipengaruhi oleh O₂ dan CO₂. Lapisan galvanis terkorosi untuk menghasilkan ZnO dan Zn₅(CO₃)₂(OH)₆. Produk korosi ini stabil dan padat, yang secara efektif dapat menghambat korosi lebih lanjut, dan laju korosi paling lambat;
2. Lingkungan atmosfer industri: gas korosif utama adalah SO₂. Lapisan galvanis terkorosi menghasilkan Zn₄SO₄(OH)₆·4H₂O dan Zn₄Cl₂(OH)₄SO₄·5H₂O. Produk korosi ini teksturnya longgar dan mudah rontok, mempercepat korosi;
3. Lingkungan atmosfer laut: kaya akan Cl⁻. Lapisan galvanis terkorosi untuk menghasilkan produk seperti Zn₅(CO₃)₂(OH)₆ dan Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O. Korosi terutama terjadi pada tahap awal, yang lambat laun berkembang menjadi korosi umum, dan laju korosinya paling cepat.
Singkatnya, mekanisme korosi komponen galvanis dapat diringkas sebagai: ketika lapisan galvanis masih utuh, itu melindungi substrat baja berdasarkan mekanisme perlindungan anoda korban, dan membentuk film pasif untuk perlindungan lebih lanjut; ketika lapisan galvanis rusak, mekanisme perlindungan anoda korban gagal, substrat baja mengalami korosi elektrokimia, dan media korosif mempercepat konsumsi lapisan galvanis dan korosi pada substrat, pada akhirnya menyebabkan kegagalan korosi pada komponen.
3.2 Jenis dan Karakteristik Korosi Utama
Dikombinasikan dengan praktik investigasi dan literatur industri, sesuai dengan lingkungan korosi dan bentuk korosi yang berbeda, korosi komponen galvanis menara transmisi terutama dibagi menjadi berikut ini 4 jenis. Setiap jenis memiliki karakteristik korosi dan alasan pembentukannya yang unik. Dalam operasi dan pemeliharaan sebenarnya, kita juga dapat menilai jenis korosi dan derajat korosi berdasarkan karakteristik korosinya, dan kemudian mengambil tindakan perlindungan yang ditargetkan.
3.2.1 Korosi Seragam
Korosi seragam, juga dikenal sebagai korosi umum, adalah jenis korosi yang paling umum pada komponen galvanis. Ini terutama terjadi pada permukaan lapisan galvanis, menunjukkan bahwa lapisan galvanis menipis secara merata, menjadi bubuk dan dikupas secara keseluruhan. Permukaan komponen berwarna putih keabu-abuan atau hitam keabu-abuan yang seragam. Pada tahap selanjutnya, ketika lapisan galvanis benar-benar terkelupas dan substrat baja terbuka, karat merah seragam akan muncul.
Jenis korosi ini terutama terjadi di daerah dengan lingkungan atmosfer yang relatif ringan, seperti daerah pedesaan dan pinggiran kota, dimana tidak terdapat polusi industri yang serius dan semprotan garam laut. Media korosif terutama adalah air hujan, kelembaban udara dan karbon dioksida. Laju korosinya relatif lambat. Biasanya, ketebalan kerugian tahunan lapisan galvanis adalah 3-5μm. Sesuai dengan ketebalan lapisan galvanis yang ditentukan dalam GB/T 2694—2023 (tidak kurang dari 86μm), di lingkungan pedesaan, lapisan galvanis komponen galvanis dapat mempertahankan efek anti korosi 20-30 tahun, yang pada dasarnya dapat memenuhi masa pakai menara yang dirancang.
Selama penyelidikan, Saya melihat menara transmisi yang telah digunakan 25 tahun di daerah pedesaan. Permukaan komponennya mengalami korosi seragam yang khas—lapisan galvanis seluruhnya menjadi bubuk, dengan sedikit pengelupasan di beberapa area. Substrat baja yang terbuka memiliki sedikit karat merah, tetapi kehilangan komponen secara penampang kecil, dan sifat mekaniknya masih dapat memenuhi persyaratan. Personil pengoperasian dan pemeliharaan hanya perlu menggembleng kembali bagian-bagian yang sudah dikupas agar dapat terus digunakan.
Ciri-ciri korosi seragam adalah: distribusi korosi yang seragam, laju korosi yang stabil, kerusakan yang relatif kecil terhadap komponen, dan perawatan yang relatif sederhana pada tahap selanjutnya. Hal ini terutama dapat diatasi dengan galvanisasi ulang secara teratur dan pengaplikasian cat anti korosi.
3.2.2 Korosi Lubang
Korosi lubang, juga dikenal sebagai lubang, adalah jenis korosi paling berbahaya pada komponen galvanis. Ini terutama terjadi pada permukaan lapisan galvanis, menunjukkan bahwa lapisan galvanis memiliki lubang korosi seukuran lubang jarum, yang secara bertahap memperdalam dan memperluas, dan bahkan menembus lapisan galvanis, menyebabkan terbukanya substrat baja, dan kemudian memicu terbentuknya korosi lokal pada substrat “lubang karat”.
Jenis korosi ini terutama terjadi pada lingkungan yang mengandung ion halogen seperti Cl⁻ dan Br⁻, khususnya di wilayah pesisir, wilayah daratan salin-alkali, dan daerah dingin di utara yang menggunakan garam pencairan salju. Cl⁻ memiliki radius kecil dan kemampuan penetrasi yang kuat, yang dapat menembus film pasif pada permukaan lapisan galvanis, membentuk sel korosi lokal pada permukaan lapisan galvanis, dan menyebabkan korosi lokal yang cepat pada seng untuk membentuk lubang-lubang. Bahkan, setelah pitting terbentuk, konsentrasi media korosif (seperti Cl⁻) di dalam lubang akan terus meningkat, dan laju korosi akan semakin meningkat, pembentukan “korosi autokatalitik”, yang pada akhirnya akan menyebabkan perforasi pada lapisan galvanis dan korosi pada substrat baja.
Menurut data di “Buku Putih tentang Perlindungan Korosi pada Menara Saluran Transmisi” dirilis oleh Masyarakat Korosi dan Perlindungan Tiongkok di 2024, kejadian korosi pitting pada komponen menara galvanis di wilayah pesisir cukup tinggi 65%, dan laju korosi pitting bisa mencapai 8-12μm per tahun. Beberapa komponen dalam pelayanan untuk 5 tahun akan mengalami lubang perforasi.
Selama penyelidikan di daerah pesisir, Saya melihat baut jangkar dari sebuah menara yang sedang digunakan 6 tahun. Permukaannya ditutupi lubang-lubang, dan beberapa lubang telah menembus lapisan galvanis. Substrat yang terbuka tertutup karat merah. Diukur dengan jangka sorong, diameter baut telah hilang 2mm, yang melebihi batas keamanan yang diperbolehkan dan harus segera diganti.
Ciri-ciri korosi pitting adalah: daerah korosi kecil, laju korosi yang cepat, penyembunyian yang kuat, dan sulit ditemukan pada tahap awal. Setelah ditemukan, sering kali menyebabkan kerusakan korosi yang serius, dan bahkan mempengaruhi daya dukung komponen, yang sangat mudah menyebabkan kecelakaan keselamatan. Karena itu, korosi pitting adalah titik kunci dan sulit dalam perlindungan korosi pada komponen galvanis.
Di sini saya ingin berbagi wawasan pribadi: dalam industri pipa, lapisan galvanis pada pipa transmisi migas juga sangat rentan terhadap korosi pitting. Khususnya untuk jaringan pipa yang dipasang di wilayah pesisir, kecelakaan kebocoran pipa akibat korosi pitting terjadi dari waktu ke waktu. Dengan membandingkan fenomena korosi pitting pada pipa dan menara, Saya menemukan bahwa terjadinya korosi pitting tidak hanya berhubungan dengan konsentrasi Cl⁻ di lingkungan, tetapi juga pada keseragaman lapisan galvanis. Bagian-bagian dengan ketebalan lapisan galvanis yang tidak rata dan kotoran lebih mungkin menjadi titik awal korosi pitting. Karena itu, meningkatkan keseragaman lapisan galvanis dan mengurangi kotoran pada lapisan galvanis adalah kunci untuk mencegah korosi pitting.
3.2.3 Korosi Celah
Korosi celah terutama terjadi pada sambungan komponen galvanis, seperti sambungan antara baja siku dan pelat penghubung, sambungan antara baut dan mur, dan sambungan pangkuan komponen. Hal ini diwujudkan dengan korosi yang cepat dan terkelupasnya lapisan galvanis di dalam celah, karat merah pada substrat baja, dan bahkan koneksi komponen yang longgar dan macet.
Terbentuknya korosi jenis ini terutama disebabkan oleh celah-celah pada sambungan komponen yang mudah menampung air hujan, debu, media korosif, dan lain-lain, pembentukan “solusi celah”. Konsentrasi oksigen di dalam celah lebih rendah dibandingkan di luar, membentuk sebuah “sel konsentrasi oksigen”—Bagian dalam celah adalah anoda dan bagian luarnya adalah katoda, menyebabkan korosi yang cepat pada lapisan galvanis dan substrat baja di dalam celah. Pada waktu bersamaan, produk korosi di dalam celah tidak dapat dibuang tepat waktu, yang selanjutnya akan memperparah korosi dan membentuk lingkaran setan.
Selama penyelidikan, Saya menemukan bahwa hampir semua menara beroperasi selama lebih dari 5 tahun memiliki tingkat korosi celah yang bervariasi pada sambungan komponen, terutama sambungan antara baut dan mur, yang paling terkorosi parah. Staf stasiun operasi dan pemeliharaan mengatakan kepada kami bahwa mereka menghilangkan karat dan meminyaki baut menara setiap tahun, tapi mereka masih belum bisa sepenuhnya menghindari korosi celah. Beberapa baut tersangkut karena korosi dan tidak dapat dibongkar, sehingga harus diganti dengan cara dipotong, yang tidak hanya meningkatkan beban kerja pengoperasian dan pemeliharaan tetapi juga dapat menyebabkan kerusakan pada komponen.
Ciri-ciri korosi celah adalah: korosi terkonsentrasi pada celah-celah komponen, dengan penyembunyian yang kuat dan laju korosi yang cepat. Sangat mudah untuk mempengaruhi kinerja koneksi komponen, dan kemudian mempengaruhi stabilitas struktural menara secara keseluruhan. Bahkan, korosi celah sering terjadi bersamaan dengan korosi lubang, memperparah kerusakan akibat korosi.
3.2.4 Retak Korosi Stres
Retak korosi tegangan adalah bentuk kegagalan korosi pada komponen galvanis akibat aksi gabungan “media korosif + menekankan”. Hal ini terutama terjadi pada komponen penahan gaya (seperti kaki menara utama, baja sudut diagonal) dan menghubungkan komponen (seperti baut berkekuatan tinggi) menara. Hal ini diwujudkan dengan retakan kecil pada permukaan komponen, yang lambat laun mengembang dan akhirnya menyebabkan patahnya komponen.
Pembentukan korosi jenis ini memerlukan dua kondisi yang diperlukan: salah satunya adalah adanya media korosif (seperti gas limbah industri, semprotan garam laut, dan lain-lain), dan yang lainnya adalah adanya tekanan internal atau eksternal pada komponen (seperti tegangan sisa yang dihasilkan selama produksi, ketegangan dan tekanan yang ditanggung oleh menara selama pelayanan). Di bawah pengaruh media korosif, lapisan galvanis pada permukaan komponen rusak, dan media korosif menyerang substrat baja. Pada waktu bersamaan, adanya tegangan akan menimbulkan retakan mikro pada permukaan substrat. Media korosif terakumulasi di dalam celah, mempercepat perluasan retakan, dan akhirnya menyebabkan patahnya komponen.
Insiden retak korosi tegangan relatif rendah, tapi kerugiannya besar. Setelah itu terjadi, hal ini secara langsung akan menyebabkan kegagalan komponen menara dan menyebabkan kecelakaan keselamatan besar seperti runtuhnya menara dan gangguan transmisi listrik. Menurut “Laporan Statistik Kecelakaan Keselamatan Jalur Transmisi” dirilis oleh State Grid di 2024, di 2023, ada 3 kecelakaan runtuhnya menara yang disebabkan oleh retak korosi tegangan pada komponen menara di Cina, semuanya terjadi di kawasan polusi industri berat. Alasan utamanya adalah tegangan sisa tidak dihilangkan selama proses pembuatan komponen, dan pada saat yang sama, itu terkorosi oleh gas limbah industri untuk waktu yang lama, menyebabkan retak korosi tegangan.
Selama penyelidikan, meskipun saya tidak melihat sendiri komponen yang mengalami stress korosi retak, personel pengoperasian dan pemeliharaan menunjukkan kepada kami foto-foto kasus kecelakaan yang relevan—pada baut berkekuatan tinggi, lapisan galvanisnya sudah terkelupas, dan terlihat jelas retakan di tengah bautnya, yang menembus seluruh penampang baut, akhirnya menyebabkan patahnya baut, komponen penahan diagonal menara terjatuh, dan kemiringan menara.
Untuk lebih jelas membandingkan karakteristiknya, alasan pembentukan dan bahaya berbagai jenis korosi, Saya telah memilah Tabel 2 di bawah ini dikombinasikan dengan hasil investigasi dan pengetahuan profesional untuk referensi.
|
Tipe Korosi
|
Karakteristik Korosi
|
Alasan Pembentukan
|
Lingkungan Layanan Utama
|
Tingkat Bahaya
|
Kesulitan Pengenalan
|
|---|---|---|---|---|---|
|
Korosi Seragam
|
Lapisan galvanis menipis secara merata, menjadi bubuk dan dikupas secara keseluruhan, dan karat merah seragam muncul pada tahap selanjutnya.
|
Efek komprehensif dari korosi elektrokimia dan korosi kimia, media korosif bekerja secara seragam pada permukaan komponen.
|
Lingkungan atmosfer ringan seperti daerah pedesaan dan pinggiran kota.
|
★★☆☆☆
|
★☆☆☆☆ (Mudah dikenali)
|
|
Korosi Lubang
|
Lubang korosi seukuran lubang jarum muncul pada lapisan galvanis, yang secara bertahap semakin dalam dan berlubang hingga membentuk lubang karat.
|
Ion halogen seperti Cl⁻ menembus film pasif, membentuk sel korosi lokal, dan menyebabkan korosi autokatalitik.
|
Daerah pesisir, tanah salin-alkali, daerah garam yang mencair di bagian utara.
|
★★★★★
|
★★★☆☆ (Sulit dikenali pada tahap awal)
|
|
Korosi Celah
|
Lapisan galvanis terkelupas dan karat merah muncul di celah-celah komponen, dengan koneksi yang longgar dan macet.
|
Celah menumpuk media korosif, membentuk sel konsentrasi oksigen, dan produk korosi tidak dapat dibuang.
|
Semua lingkungan, terutama di daerah yang lembab dan berdebu.
|
★★★☆☆
|
★★★★☆ (Penyembunyian yang kuat)
|
|
Retak Korosi Stres
|
Retakan kecil muncul pada permukaan komponen, yang lambat laun meluas dan akhirnya menyebabkan patah.
|
Tindakan gabungan dari media korosif dan tekanan internal/eksternal pada komponen.
|
Polusi industri berat, pesisir dan daerah lain dengan korosi parah dan tegangan komponen besar.
|
★★★★★
|
★★★★★ (Sangat sulit untuk dikenali)
|
Meja 2 Perbandingan Jenis Korosi Utama Komponen Galvanis Menara Transmisi
4. Faktor Utama yang Mempengaruhi Korosi pada Komponen Galvanis
Korosi pada komponen menara transmisi galvanis bukan disebabkan oleh satu faktor saja, tetapi gabungan tindakan berbagai faktor seperti faktor lingkungan, faktor komponen itu sendiri, faktor proses, dan faktor operasi dan pemeliharaan. Selama penyelidikan, Saya menemukan bahwa komponen galvanis dengan masa pakai dan spesifikasi yang sama memiliki perbedaan tingkat korosi yang besar pada lingkungan yang berbeda, proses manufaktur yang berbeda serta tingkat operasi dan pemeliharaan yang berbeda—beberapa di antaranya masih utuh setelahnya 15 masa kerja, sementara yang lain mengalami kegagalan korosi yang serius setelahnya 5 masa kerja.
Dikombinasikan dengan pengetahuan profesional saya, observasi praktis dan data industri terbaru yang dikonsultasikan, Faktor utama yang mempengaruhi korosi komponen galvanis saya rangkum menjadi berikut ini 4 kategori. Setiap kategori faktor dianalisis secara rinci dikombinasikan dengan kasus investigasi spesifik dan wawasan pribadi, berharap dapat memberikan dasar yang ditargetkan untuk merumuskan langkah-langkah perlindungan di kemudian hari.
4.1 Faktor lingkungan (Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Inti)
Faktor lingkungan merupakan faktor paling inti yang mempengaruhi korosi pada komponen galvanis. Pasalnya, komponen tersebut terkena paparan luar ruangan dalam jangka waktu lama dan langsung terkena media korosif di lingkungan tersebut, semakin kuat sifat korosif lingkungan, semakin cepat pula laju korosi pada komponen tersebut. Berdasarkan hasil investigasi, faktor lingkungan terutama mencakup kelembaban atmosfer, media korosif, perubahan suhu, penerangan, dan lain-lain, dimana kelembaban atmosfer dan media korosif mempunyai dampak yang paling signifikan.
4.1.1 Kelembaban Atmosfer
Kelembaban atmosfer merupakan kondisi yang diperlukan untuk terjadinya korosi elektrokimia—hanya jika lapisan air terus menerus (yaitu, larutan elektrolit) terbentuk pada permukaan komponen galvanis dapatkah sirkuit sel galvanik terbentuk dan terjadi korosi elektrokimia. Karena itu, semakin tinggi kelembaban atmosfer, semakin lama lapisan air berada pada permukaan komponen, dan semakin cepat laju korosi elektrokimia.
Menurut data distribusi kelembaban atmosfer nasional yang dirilis oleh Jaringan Data Meteorologi Tiongkok pada tahun 2018 2024, kelembaban relatif rata-rata tahunan di Tiongkok selatan adalah 75%-85%, dan itu di Tiongkok utara 45%-65%. Karena itu, tingkat korosi komponen galvanis di Cina selatan adalah 30%-50% lebih cepat dibandingkan di Tiongkok utara. Saya juga menemukan fenomena ini selama penyelidikan: tingkat integritas menara lapisan galvanis yang digunakan 8 tahun di wilayah selatan saja 60%, sedangkan menara dalam pelayanan 8 tahun di wilayah utara lebih dari 80%, dan tingkat korosinya jauh lebih ringan.
Apalagi di musim hujan plum di selatan, dengan curah hujan terus menerus dan kelembaban udara mendekati 100%, lapisan air pada permukaan komponen tidak dapat mengering dalam waktu lama, film pasif lapisan galvanis rusak, dan laju korosi seng sangat dipercepat. Setelah musim hujan plum, beberapa komponen akan mengalami korosi bubuk dan lubang yang jelas. Hal ini sepenuhnya konsisten dengan hukum korosi jaringan pipa di Tiongkok selatan pada industri pipa—di lingkungan lembab di selatan, laju korosi pada jaringan pipa jauh lebih tinggi dibandingkan di daerah kering di utara.
4.1.2 Media Korosif
Media korosif merupakan faktor kunci yang mempercepat korosi pada komponen galvanis. Berbagai jenis media korosif memiliki efek korosi yang berbeda pada komponen, di antaranya media polusi industri dan media semprotan garam laut memiliki efek korosi yang paling kuat.
Media polusi industri terutama mencakup SO₂, TIDAK₂, HCl, debu, dan lain-lain, yang sebagian besar berasal dari perusahaan industri seperti pabrik kimia, pabrik baja, dan pembangkit listrik termal. Media ini akan bereaksi secara kimia dengan lapisan galvanis, merusak film pasif, dan mempercepat korosi seng. Pada waktu bersamaan, media ini larut dalam lapisan air, yang akan mengurangi nilai pH lapisan air, membentuk larutan elektrolit asam, dan mempercepat korosi elektrokimia. Selama penyelidikan di sekitar kota industri berat, Saya melihat lapisan galvanis pada menara transmisi di area ini telah terkelupas secara besar-besaran setelahnya 6 masa kerja, dan permukaan komponennya dipenuhi karat merah. Personel operasi dan pemeliharaan memberi tahu kami bahwa konsentrasi SO₂ di atmosfer di area ini mencapai 0,15mg/m³, yang 3 kali standar nasional, dan laju korosi komponen adalah 2-3 kali lipat dibandingkan di daerah pedesaan.
Media semprotan garam laut terutama mencakup NaCl, MgCl₂, dan lain-lain, yang sebagian besar berasal dari atmosfer laut, dan komponen korosi intinya adalah Cl⁻. Cl⁻ memiliki kemampuan penetrasi yang kuat, yang dapat menembus film pasif lapisan galvanis, memicu korosi pitting dan korosi celah, dan mempercepat korosi komponen. Menurut data industri terbaru, laju korosi komponen galvanis di wilayah pesisir bisa mencapai 8-12μm per tahun, yang mana 3-4 kali lipat dibandingkan di daerah pedesaan. Beberapa menara di wilayah pesisir harus benar-benar dihilangkan karatnya dan digalvanis ulang setiap saat 5 tahun, dengan biaya operasi dan pemeliharaan yang sangat tinggi.
Sebagai tambahan, tanah di daerah lahan salin-alkali banyak mengandung zat garam, yang akan naik ke dasar menara dan baut jangkar melalui aksi kapiler, menyebabkan korosi. Di daerah dingin utara, garam pencairan salju digunakan di musim dingin, dan Cl⁻ dalam garam pencairan salju akan menempel pada permukaan komponen, yang juga akan mempercepat korosi.
4.1.3 Perubahan Suhu dan Penerangan
Meskipun dampak perubahan suhu dan pencahayaan terhadap korosi komponen galvanis tidak sebesar pengaruh kelembaban atmosfer dan media korosif., itu juga akan mempercepat korosi dalam jangka panjang. Perubahan suhu akan menyebabkan pemuaian dan kontraksi termal pada lapisan galvanis, menghasilkan tekanan termal. Tekanan termal berulang dalam jangka panjang akan menyebabkan retak dan terkelupasnya lapisan galvanis, yang lebih jelas terlihat di daerah dengan perbedaan suhu yang besar antara siang dan malam (seperti daerah dataran tinggi).
Penerangan (terutama sinar ultraviolet) akan mempercepat penuaan dan pembuatan bubuk lapisan galvanis, merusak struktur lapisan galvanis, mengurangi kekompakan lapisan galvanis, memudahkan media korosif untuk menyerang, dan kemudian mempercepat korosi. Selama penyelidikan di daerah dataran tinggi, Saya melihat lapisan galvanis pada komponen atas menara (yang terkena sinar ultraviolet yang kuat untuk waktu yang lama) secara signifikan lebih berbentuk bubuk daripada komponen bagian bawah. Lapisan galvanis pada beberapa komponen atas akan terkelupas bila disentuh dengan tangan.
4.2 Faktor Komponen Sendiri
Faktor komponen sendiri terutama meliputi materi, bentuk penampang, keadaan permukaan komponen, dll. Faktor-faktor ini akan mempengaruhi kualitas lapisan galvanis dan daya rekat media korosif, dan kemudian mempengaruhi laju korosi.
Dari segi bahan komponen, bahan utama komponen menara adalah baja Q235 dan baja Q355. Ketahanan korosi baja Q235 sedikit lebih buruk dibandingkan baja Q355. Karena itu, laju korosi komponen berbahan baja Q235 sedikit lebih cepat dibandingkan dengan komponen berbahan baja Q355. Selama penyelidikan, Saya menemukan bahwa tingkat kehilangan penampang baja sudut yang terbuat dari baja Q235 yang diproduksi oleh pabrikan adalah 10% setelah 8 masa kerja, sedangkan baja siku terbuat dari baja Q355 saja 6% setelah 8 masa kerja.
Dari segi bentuk penampang, semakin kompleks pula bentuk penampang komponennya, semakin mudahnya menampung air hujan, debu dan media korosif, membentuk celah, dan memicu korosi celah. Sebagai contoh, sudut baja sudut dan baja saluran, dan sambungan pangkuan pelat penghubung semuanya merupakan area dengan insiden korosi celah yang tinggi. Komponen dengan penampang melingkar (seperti pipa baja menara pipa baja) air hujan dan debu mudah lepas, tidak mudah terakumulasi, dan laju korosi relatif lambat.
Dalam hal keadaan permukaan, kekasaran dan kebersihan permukaan komponen akan mempengaruhi keseragaman dan daya rekat lapisan galvanis. Komponen dengan permukaan yang terlalu kasar, gerinda, kerak oksida dan cacat lainnya memiliki ketebalan lapisan galvanis yang tidak merata, yang rentan terhadap tautan lemah dan menjadi titik awal korosi. Komponen dengan kebersihan permukaan yang buruk dan noda minyak, debu dan kotoran lainnya akan menyebabkan kombinasi yang buruk antara lapisan galvanis dan substrat, mudah terkelupas, dan mempercepat korosi.
4.3 Faktor Proses
Faktor proses terutama mencakup proses galvanisasi, proses manufaktur, proses perakitan, dll. Faktor-faktor ini secara langsung menentukan kualitas lapisan galvanis, dan kemudian mempengaruhi kinerja korosi komponen. Ini juga merupakan faktor yang paling saya rasakan selama penyelidikan—di bawah lingkungan yang sama, tingkat korosi komponen dengan proses pembuatan yang berbeda sangat berbeda.
Dalam hal proses galvanisasi, seperti yang disebutkan sebelumnya, efek anti korosi pada galvanisasi hot-dip lebih baik dibandingkan dengan galvanisasi elektro, dan efek anti korosi dari perlakuan awal derusting sandblasting lebih baik dibandingkan dengan perlakuan pengawetan. Rasionalitas suhu larutan seng dan waktu perendaman juga mempengaruhi ketebalan dan daya rekat lapisan galvanis. Selama penyelidikan, Saya menemukan bahwa laju korosi komponen yang dirawat dengan galvanisasi hot-dip + derusting sandblasting lebih dari itu 60% lebih lambat dibandingkan komponen yang diolah dengan elektro-galvanisasi + pengawetan.
Dari segi proses pembuatannya, tegangan sisa yang dihasilkan selama pembuatan komponen akan meningkatkan risiko retak korosi akibat tegangan. Kualitas pengelasan komponen yang buruk akan menyebabkan mudahnya terkelupasnya lapisan galvanis pada sambungan las, memicu korosi pada sambungan las. Selama penyelidikan di pabrik pembuatan menara, Saya melihat lapisan galvanis pada sambungan las beberapa komponen yang dilas telah terkelupas. Staf pabrik menjelaskan, hal ini disebabkan karena suhu pada sambungan las terlalu tinggi saat pengelasan, menyebabkan terbakarnya lapisan galvanis, dan galvanisasi ulang selanjutnya tidak menyeluruh, menyebabkan korosi.
4.4 Faktor Operasi dan Pemeliharaan
Faktor pengoperasian dan pemeliharaan merupakan faktor kunci untuk menunda korosi komponen galvanis dan memastikan pengoperasian menara transmisi yang aman. Padahal komponennya diproduksi dengan kualitas tinggi, jika pengoperasian dan pemeliharaan tidak dilakukan, laju korosi akan semakin cepat, dan masa pakai komponen akan dipersingkat secara signifikan. Hal ini konsisten dengan konsep pengoperasian dan pemeliharaan industri pipa——”pemeliharaan yang tepat dapat memperpanjang masa pakai peralatan dengan 30% atau lebih”.
Faktor pengoperasian dan pemeliharaan yang utama meliputi kesempurnaan sistem inspeksi, ketepatan waktu pemeliharaan, dan profesionalisme personel pemeliharaan. Sistem inspeksi yang baik dapat memastikan bahwa bahaya korosi yang tersembunyi ditemukan pada tahap awal dan ditangani tepat waktu, menghindari perkembangan korosi lebih lanjut. Perawatan tepat waktu, seperti menghilangkan karat, pelapisan dan pembersihan sentuhan, dapat secara efektif memblokir invasi media korosif dan memperlambat proses korosi. Profesionalisme personel pemeliharaan menentukan baik tidaknya metode pemeliharaan, bahan dan proses sudah sesuai, yang secara langsung mempengaruhi efek pemeliharaan.
Selama penyelidikan, Saya menemukan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan dalam tingkat korosi menara di bawah pengelolaan stasiun operasi dan pemeliharaan yang berbeda. Sebuah stasiun operasi dan pemeliharaan di Cina Utara telah mendirikan a “inspeksi digital” sistem. Inspektur menggunakan terminal bergerak untuk mencatat status korosi setiap menara setiap bulan, termasuk lokasi korosinya, jenis korosi dan derajat korosi, dan mengunggah data ke sistem manajemen latar belakang. Begitu korosi, bahaya tersembunyi ditemukan, sistem akan secara otomatis mengeluarkan tugas pemeliharaan, dan personel pemeliharaan akan diatur untuk menanganinya di dalam 7 hari kerja. Tingkat korosi menara yang dikelolanya umumnya ringan, dan masa pakai rata-rata komponen diperpanjang sekitar 5 tahun dibandingkan dengan rata-rata industri.
Sebaliknya, sebuah stasiun operasi dan pemeliharaan di daerah pegunungan terpencil memiliki kekurangan tenaga kerja dan konsep pemeliharaan terbelakang. Siklus inspeksi menara dilakukan setahun sekali, dan inspeksinya terutama inspeksi visual manual, yang sulit untuk menemukan bahaya korosi yang tersembunyi seperti korosi lubang dan korosi celah. Perawatan sering kali tertunda sampai komponen mengalami kerusakan korosi yang nyata (seperti pengelupasan lapisan galvanis secara luas dan karat merah pada substrat), yang tidak hanya meningkatkan biaya pemeliharaan tetapi juga membawa potensi bahaya keselamatan. Selama penyelidikan, kami menemukan itu 30% Menara-menara di kawasan ini mempunyai komponen dengan kehilangan penampang melebihi 10%, yang perlu segera diganti.
Sebagai tambahan, pemilihan bahan perawatan juga mempengaruhi efek perawatan. Beberapa unit operasi dan pemeliharaan memilih cat anti korosi berbiaya rendah yang tidak cocok dengan lapisan galvanis untuk lapisan touch-up. Daya rekat antara cat jenis ini dan lapisan galvanis buruk, dan mudah terkelupas setelah terkena lingkungan luar dalam waktu singkat, yang tidak dapat berperan protektif bahkan mempercepat korosi akibat penumpukan air dan debu di antara lapisan cat dan lapisan galvanis.
5. Tindakan Perlindungan Korosi dan Analisis Kasus Rekayasa
Berdasarkan analisis sistematis mekanisme korosi, jenis korosi utama dan faktor yang mempengaruhi komponen galvanis, dikombinasikan dengan praktik investigasi penulis, pengetahuan profesional dan pengalaman industri, bab ini mengedepankan langkah-langkah perlindungan korosi yang ditargetkan dari dua tahap inti: tahap manufaktur (pencegahan sumber) dan tahap operasi dan pemeliharaan (pengendalian proses). Prinsip dari “pencegahan terlebih dahulu, kombinasi pencegahan dan pengendalian, dan klasifikasi perlindungan” dipatuhi, dan perekonomian, kepraktisan dan efektivitas jangka panjang dari langkah-langkah perlindungan dipertimbangkan sepenuhnya. Pada waktu bersamaan, dikombinasikan dengan kasus teknik tertentu, dampak penerapan langkah-langkah ini diverifikasi dan dianalisis, sehingga dapat memberikan acuan praktis bagi praktik rekayasa proteksi korosi pada komponen galvanis menara transmisi.
5.1 Tindakan Perlindungan pada Tahap Manufaktur (Pencegahan Sumber)
Tahap pembuatan merupakan sumber pengendalian korosi pada komponen galvanis. Kualitas komponen yang diproduksi pada tahap ini secara langsung menentukan ketahanan korosi awalnya. Karena itu, memperkuat kontrol kualitas pada tahap manufaktur dan mengoptimalkan proses manufaktur secara mendasar dapat meningkatkan ketahanan korosi pada komponen galvanis dan mengurangi bahaya korosi yang tersembunyi dalam proses servis selanjutnya.. Dikombinasikan dengan penyelidikan pabrik pembuatan menara dan pengetahuan profesional di industri pipa, langkah-langkah perlindungan khusus adalah sebagai berikut:
5.1.1 Mengoptimalkan Proses Galvanisasi dan Meningkatkan Kualitas Lapisan Galvanis
Proses galvanisasi merupakan penghubung inti yang mempengaruhi ketahanan korosi komponen galvanis. Kunci untuk mengoptimalkan proses galvanisasi adalah dengan mengontrol secara ketat proses pretreatment dan parameter galvanisasi, untuk memastikan bahwa lapisan galvanis memiliki ketebalan yang cukup, distribusi seragam dan daya rekat yang kuat. Secara khusus, langkah-langkah berikut dapat diambil:
Pertama, mengadopsi teknologi pretreatment canggih. Untuk komponen yang digunakan di lingkungan yang keras seperti daerah pesisir, kawasan industri berat dan kawasan dengan kelembaban tinggi, derusting sandblasting harus diadopsi sebagai metode pretreatment utama, dan pengawetan + fosfat + pencucian air dapat digunakan sebagai pengobatan tambahan. Derusting sandblasting dapat menghilangkan kerak oksida secara menyeluruh, karat, noda minyak dan gerinda pada permukaan komponen, membuat permukaan komponen mencapai kekasaran tertentu (biasanya 40-80μm), yang kondusif untuk kombinasi lapisan galvanis dan substrat baja. Dibandingkan dengan pengawetan tradisional yang menghilangkan karat, derusting sandblasting dapat menghindari “pengawetan yang berlebihan” fenomena komponen, mengurangi cacat permukaan komponen, dan meningkatkan keseragaman dan daya rekat lapisan galvanis. Berdasarkan hasil uji perbandingan percobaan mata kuliah penulis, adhesi lapisan galvanis setelah derusting sandblasting adalah 20%-30% lebih tinggi dari itu setelah pengawetan derusting, dan ketahanan semprotan garam meningkat lebih dari 50%.
Kedua, mengontrol secara ketat parameter proses galvanisasi. Suhu larutan seng harus dikontrol secara ketat pada 440-460℃. Jika suhunya terlalu tinggi, kecepatan reaksi antara seng dan baja akan terlalu cepat, yang akan menyebabkan ketebalan lapisan galvanis tidak merata, daya rekatnya buruk dan mudah terkelupas; jika suhunya terlalu rendah, larutan seng akan memiliki viskositas yang tinggi, yang sulit untuk membentuk lapisan galvanis yang seragam, dan ketebalan lapisan galvanis tidak akan memenuhi persyaratan. Waktu perendaman harus disesuaikan dengan ketebalan komponen: untuk komponen berdinding tipis (ketebalan kurang dari 10mm), waktu perendaman adalah 2-4 menit; untuk komponen berdinding tebal (ketebalan lebih dari 10mm), waktu perendaman adalah 4-6 menit, untuk memastikan bahwa ketebalan lapisan galvanis memenuhi persyaratan GB/T 2694—2023 (komponen penahan beban tidak kurang dari 86μm, komponen non-bantalan tidak kurang dari 65μm).
Ketiga, tambahkan perawatan pasivasi pasca-galvanisasi. Setelah galvanisasi, komponen dapat diolah dengan pasivasi kromat atau pasivasi kromium trivalen untuk membentuk film pasivasi padat pada permukaan lapisan galvanis. Film pasif dapat secara efektif mengisolasi lapisan galvanis dari media korosif eksternal, mencegah oksidasi dan korosi seng, dan selanjutnya meningkatkan ketahanan korosi komponen. Pada waktu bersamaan, film pasivasi juga dapat meningkatkan tampilan lapisan galvanis dan mengurangi keausan lapisan galvanis selama transportasi dan perakitan. Perlu dicatat bahwa pasivasi kromat mempunyai pencemaran lingkungan tertentu, jadi pasivasi kromium trivalen (kepasifan perlindungan lingkungan) direkomendasikan dalam aplikasi praktis.
5.1.2 Meningkatkan Proses Manufaktur dan Mengurangi Bahaya Tersembunyi
Cacat pada proses pembuatan komponen akan menyebabkan penurunan kualitas lapisan galvanis dan peningkatan bahaya korosi yang tersembunyi.. Karena itu, meningkatkan proses manufaktur dan menghilangkan cacat dalam proses manufaktur merupakan langkah penting untuk meningkatkan ketahanan korosi pada komponen galvanis. Tindakan khusus meliputi:
Pertama, menghilangkan tegangan sisa komponen. Tegangan sisa dalam jumlah besar akan dihasilkan selama pemotongan, pembengkokan, pengelasan dan proses komponen lainnya. Adanya tegangan sisa tidak hanya akan menurunkan sifat mekanik komponen tetapi juga meningkatkan resiko terjadinya retak korosi tegangan. Karena itu, setelah pembuatan komponen, perlakuan panas (seperti pengobatan anil) atau perawatan penuaan getaran harus diterapkan untuk menghilangkan tegangan sisa di dalam komponen. Suhu anil dikontrol pada 600-700℃, dan waktu pelestarian panas adalah 2-3 jam, yang secara efektif dapat menghilangkan lebih dari 80% dari tegangan sisa. Selama penyelidikan di pabrik pembuatan menara besar, kami menemukan bahwa komponen setelah perlakuan penuaan getaran memiliki tingkat kejadian retak korosi tegangan 90% lebih rendah dibandingkan komponen tanpa perlakuan eliminasi stres.
Kedua, meningkatkan kualitas pengelasan komponen. Cacat pengelasan (seperti retakan las, pori-pori, penetrasi tidak lengkap) akan menyebabkan kombinasi yang buruk antara lapisan galvanis dan substrat pada sambungan las, dan sambungan las rentan terhadap korosi. Karena itu, proses pengelasan harus dioptimalkan: mengadopsi batang las hidrogen rendah atau teknologi pengelasan berpelindung gas untuk mengurangi cacat pengelasan; mengontrol suhu pengelasan dan kecepatan pengelasan untuk menghindari terbakarnya lapisan galvanis pada sambungan las; untuk komponen yang perlu dilas setelah galvanisasi, agen perbaikan anti-korosi khusus (seperti cat kaya seng) harus digunakan untuk perawatan touch-up setelah pengelasan untuk memastikan integritas lapisan anti korosi pada sambungan las.
Ketiga, mengoptimalkan desain struktural komponen. Desain struktural komponen harus menghindari pembentukan sudut mati dan celah sebanyak mungkin, sehingga dapat mencegah terjadinya penumpukan air hujan, debu dan media korosif serta mengurangi terjadinya korosi celah. Sebagai contoh, sambungan pangkuan pelat penghubung harus dirancang dengan lubang drainase untuk memudahkan pembuangan air hujan; sudut baja siku dan baja saluran harus dibulatkan untuk mengurangi penumpukan debu dan media korosif; permukaan komponen harus sehalus mungkin untuk mengurangi daya rekat media korosif. Untuk komponen yang digunakan di wilayah pesisir dan kawasan industri berat, desain struktur harus lebih condong pada pencegahan korosi, dan jumlah celah harus dikurangi semaksimal mungkin.
5.1.3 Pilih Material Berperforma Tinggi dan Tingkatkan Ketahanan Korosi Komponen
Pemilihan material komponen secara langsung mempengaruhi ketahanan korosi komponen galvanis. Untuk menara transmisi yang digunakan di lingkungan layanan yang berbeda, bahan berkinerja tinggi yang sesuai harus dipilih untuk meningkatkan ketahanan korosi komponen secara keseluruhan, mengurangi laju korosi, dan memperpanjang umur layanan. Saran khusus adalah sebagai berikut:
Pertama, pilih baja tahan cuaca untuk komponen di lingkungan korosi ringan. Baja tahan cuaca (seperti Q235NH, Q355NH) mengandung unsur paduan seperti Cu, P, Kr, Di dalam, yang dapat membentuk lapisan pelindung yang padat dan stabil di permukaan di lingkungan atmosfer. Film pelindung dapat secara efektif mengisolasi substrat baja dari media korosif, memainkan peran anti-korosi yang baik. Laju korosi baja tahan cuaca adalah 1/5-1/10 dari baja karbon biasa. Meskipun biaya awal dari baja tahan cuaca adalah 15%-20% lebih tinggi dari baja karbon biasa, biaya pengoperasian dan pemeliharaan jangka panjang berkurang secara signifikan, yang cocok untuk tower di pedesaan, pinggiran kota dan lingkungan korosi ringan lainnya.
Kedua, pilih baja paduan aluminium galvanis untuk komponen di lingkungan korosi yang keras. Untuk tower di wilayah pesisir, kawasan industri berat dan kawasan lahan salin-alkali, baja paduan aluminium galvanis dapat diadopsi. Lapisan paduan aluminium-galvanis terdiri dari 55% aluminium, 43.5% seng dan 1.5% silikon. Ketahanan korosi pada lapisan paduan adalah 2-3 kali lipat dari lapisan seng murni. Aluminium pada lapisan paduan dapat membentuk lapisan pelindung Al₂O₃ yang padat di permukaan, yang memiliki ketahanan kuat terhadap korosi Cl⁻ dan SO₂. Pada waktu bersamaan, lapisan paduan memiliki daya rekat dan ketahanan aus yang baik, yang secara efektif dapat mencegah korosi lubang dan korosi celah. Menurut data uji industri, masa pakai komponen paduan aluminium-galvanis di wilayah pesisir dapat mencapai 40-50 tahun, yang dua kali lipat dari komponen galvanis hot-dip murni.
Ketiga, pilih baut tahan korosi berkekuatan tinggi untuk menyambung komponen. Baut berkekuatan tinggi adalah komponen penghubung utama menara transmisi, dan kegagalan korosinya akan secara langsung mempengaruhi stabilitas struktural menara. Untuk baut yang digunakan di lingkungan yang keras, baut tahan korosi berkekuatan tinggi (seperti baut paduan aluminium-galvanis 10,9S, baut baja tahan karat) dapat dipilih. Baut ini tidak hanya memiliki kekuatan mekanik yang tinggi tetapi juga memiliki ketahanan terhadap korosi yang baik, yang secara efektif dapat menghindari kemacetan korosi dan patah tulang. Sebagai tambahan, ulir baut dapat dilapisi dengan minyak anti korosi untuk lebih meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
5.2 Tindakan Perlindungan pada Tahap Pengoperasian dan Pemeliharaan (Kontrol proses)
Tahap pengoperasian dan pemeliharaan adalah kunci utama untuk menunda korosi komponen galvanis dan memastikan pengoperasian menara transmisi yang aman. Padahal komponennya diproduksi dengan kualitas tinggi, pengoperasian dan pemeliharaan yang ilmiah dan terstandar diperlukan untuk memberikan kinerja penuh terhadap kinerja anti-korosi dan memperpanjang masa pakainya. Dikombinasikan dengan penyelidikan stasiun operasi dan pemeliharaan serta pengalaman operasi dan pemeliharaan industri pipa, langkah perlindungan khusus pada tahap operasi dan pemeliharaan adalah sebagai berikut:
5.2.1 Tingkatkan Sistem Inspeksi Harian dan Temukan Bahaya Tersembunyi Tepat Waktu
Membangun sistem inspeksi harian yang ilmiah dan sempurna adalah landasan untuk menemukan bahaya tersembunyi korosi secara tepat waktu dan melakukan pemeliharaan yang ditargetkan. Menurut tingkat keparahan lingkungan pelayanan menara, sistem inspeksi hierarkis harus ditetapkan untuk mewujudkannya “pemeriksaan rahasia, peringatan dini yang tepat”.
Pertama, merumuskan siklus inspeksi hierarkis. Untuk menara di lingkungan korosi yang keras (Wilayah pesisir, kawasan industri berat, daerah dengan kelembaban tinggi, wilayah daratan salin-alkali), siklus inspeksi harus dipersingkat menjadi seperempat sekali; untuk menara di lingkungan korosi ringan (daerah pedesaan, pinggiran kota), siklus pemeriksaannya bisa setahun sekali; untuk menara utama (seperti menara di dekat fasilitas penting, menara bentang besar), siklus inspeksi harus dipersingkat menjadi sebulan sekali. Sebagai tambahan, setelah cuaca ekstrem (seperti hujan lebat, angin kencang, salju lebat), pemeriksaan tambahan harus dilakukan untuk memeriksa apakah lapisan komponen galvanis rusak dan apakah ada korosi.
Kedua, mengadopsi kombinasi inspeksi manual dan teknologi deteksi modern. Inspeksi manual terutama digunakan untuk memeriksa fenomena korosi yang jelas pada komponen, seperti pengelupasan lapisan galvanis secara luas, karat merah pada substrat, koneksi komponen yang longgar, dll. Untuk bahaya korosi yang tersembunyi seperti korosi pitting, korosi celah dan retak korosi tegangan, teknologi deteksi modern seperti pengujian ultrasonik, pencitraan termal inframerah dan pemantauan sensor korosi harus diperkenalkan. Pengujian ultrasonik dapat mendeteksi hilangnya komponen secara penampang yang disebabkan oleh korosi; pencitraan termal inframerah dapat mendeteksi korosi lokal komponen dengan mendeteksi perbedaan suhu pada permukaan komponen; sensor korosi dapat memantau laju korosi komponen secara real time dan mewujudkan peringatan dini terjadinya korosi.
Ketiga, membangun platform inspeksi dan manajemen digital. Catat data pemeriksaan (lokasi korosi, jenis korosi, derajat korosi, saran pemeliharaan, dan lain-lain) ke platform digital, mendirikan a “satu menara satu file” sistem manajemen. Platform ini dapat menganalisis dan menilai data korosi, memprediksi tren perkembangan korosi komponen, dan mengeluarkan tugas pemeliharaan secara otomatis, sehingga mewujudkan informatisasi dan kecerdasan operasi dan pemeliharaan.
5.2.2 Derusting Tepat Waktu, Pelapisan Sentuhan dan Perlambatan Korosi
Setelah korosi ditemukan selama pemeriksaan, hal ini harus ditangani tepat waktu sesuai dengan tingkat korosinya untuk menghindari perkembangan korosi lebih lanjut. Prinsip dari “pengobatan bertingkat, tindakan yang tepat” harus dipatuhi, dan metode perawatan yang berbeda harus diterapkan sesuai dengan tingkat korosi:
Pertama, pengobatan sedikit korosi. Untuk komponen dengan sedikit korosi (lapisan galvanis sedikit bubuk, tidak ada paparan media, luas korosi kurang dari 5%), penggilingan manual atau sandblasting dapat digunakan untuk menghilangkan karat dan bubuk lapisan galvanis di permukaan, lalu cat anti korosi senada dengan lapisan galvanis (seperti cat kaya seng, cat fluorokarbon) dapat diaplikasikan untuk pelapis touch-up. Ketebalan lapisan cat touch-up harus sesuai dengan lapisan galvanis, umumnya 80-100μm. Saat mengaplikasikan cat, permukaan komponen harus tetap bersih dan kering untuk menjamin daya rekat lapisan cat.
Kedua, pengobatan korosi sedang. Untuk komponen dengan korosi sedang (lapisan galvanis terkelupas sebagian, substratnya terbuka sebagian, daerah korosi adalah 5%-20%, kerugian cross-sectional kurang dari 10%), derusting sandblasting harus dilakukan untuk menghilangkan karat dan sisa lapisan galvanis di permukaan secara menyeluruh, dan kemudian perawatan pelapisan ulang galvanisasi atau anti korosi yang berat harus dilakukan. Galvanisasi ulang dapat mengembalikan kinerja anti korosi komponen ke tingkat semula, namun biayanya relatif tinggi; lapisan anti korosi yang berat (seperti lapisan PE tiga lapis) mempunyai ketahanan korosi yang baik, biaya rendah, dan cocok untuk komponen yang sulit dibongkar dan digalvanis ulang.
Ketiga, pengobatan korosi yang parah. Untuk komponen dengan korosi parah (lapisan galvanis terkelupas seluruhnya, medianya terbuka seluruhnya, area korosi lebih dari 20%, kerugian cross-sectional lebih dari 10%), mereka harus diganti tepat waktu untuk menghindari kecelakaan keselamatan. Saat mengganti komponen, komponen baru yang memenuhi persyaratan perlindungan korosi harus dipilih, dan proses pemasangannya harus terstandarisasi untuk menghindari kerusakan pada lapisan galvanis pada saat pemasangan.
Sebagai tambahan, untuk menara di lingkungan korosi yang keras, pemeliharaan anti korosi berkala dapat dilakukan. Lapisan lapisan anti korosi dapat diaplikasikan pada setiap permukaan lapisan galvanis 5-8 tahun untuk membentuk a “lapisan galvanis + lapisan anti korosi” sistem proteksi ganda, yang secara efektif dapat memperpanjang masa pakai komponen.
5.2.3 Memperkuat Pembersihan dan Perawatan serta Mengurangi Adhesi Medium Korosif
Pembersihan rutin pada permukaan komponen menara transmisi merupakan tindakan efektif untuk mengurangi adhesi media korosif dan menghambat korosi. Menurut lingkungan layanan menara, tindakan pembersihan dan pemeliharaan yang ditargetkan harus diambil:
Pertama, pembersihan komponen di kawasan industri. Untuk tower dekat kawasan industri, permukaan komponen mudah menempel pada debu, partikel gas limbah industri dan endapan korosif lainnya. Senjata air bertekanan tinggi (tekanan air dikontrol pada 10-15MPa) dapat digunakan untuk membersihkan komponen secara rutin (sekali setiap 6 bulan). Air pembersih harus berupa air keran yang bersih, dan deterjen dapat ditambahkan secara tepat untuk endapan yang sulit dibersihkan. Setelah dibersihkan, permukaan komponen harus dikeringkan tepat waktu untuk menghindari pembentukan lapisan air.
Kedua, pembersihan komponen di wilayah pesisir. Untuk tower di wilayah pesisir, permukaan komponen mudah menempel pada endapan semprotan garam (mengandung Cl⁻). Setelah hujan lebat, air tawar harus digunakan untuk mencuci permukaan komponen tepat waktu untuk mengurangi konsentrasi Cl⁻ di permukaan. Untuk pangkalan menara dan baut jangkar, pembersihan rutin (sekali setiap 3 bulan) dapat dilaksanakan, dan gemuk anti korosi dapat diaplikasikan setelah pembersihan untuk lebih meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
Ketiga, pembersihan celah-celah komponen. Celah-celah komponen (seperti sambungan baut-mur, sambungan pelat penghubung baja sudut) mudah menumpuk debu, air hujan dan media korosif. Sikat lembut atau kompresor udara dapat digunakan untuk membersihkan celah-celah secara teratur (sekali setiap 3 bulan) untuk menghilangkan zat yang terakumulasi dan menghindari terjadinya korosi celah. Setelah dibersihkan, sealant anti korosi dapat diaplikasikan pada celah untuk memblokir invasi media korosif.
Keempat, perlindungan pangkalan menara. Basis menara dan baut jangkar terkubur di dalam tanah, yang mudah terkorosi oleh zat korosif di dalam tanah. Tindakan seperti pemasangan parit anti korosi dan lapisan isolasi dapat dilakukan: menggali parit anti korosi (lebar 50cm, kedalaman 60cm) di sekitar dasar menara, isi parit dengan bahan anti korosi (seperti kerikil, aspal), dan mencegah zat korosif di dalam tanah menyerang dasar menara; letakkan lapisan isolasi anti korosi (seperti aspal terasa, film polietilen) antara dasar menara dan tanah untuk mengisolasi kontak antara dasar menara dan tanah korosif.
5.2.4 Membangun Sistem Pemantauan Korosi dan Mewujudkan Perawatan yang Tepat
Dengan pesatnya perkembangan teknologi digital, Internet Segalanya (IoT) dan kecerdasan buatan, membangun sistem pemantauan korosi yang cerdas telah menjadi tren pengembangan perlindungan korosi pada komponen menara transmisi. Sistem dapat memantau status korosi komponen secara real time, menyadari peringatan dini korosi dan perawatan yang tepat, menghindari pemeliharaan buta, dan mengurangi biaya operasi dan pemeliharaan.
Pertama, memasang sensor pemantau korosi. Sensor korosi (seperti sensor resistensi polarisasi linier, sensor impedansi elektrokimia) dipasang pada komponen utama menara transmisi (kaki menara utama, baut berkekuatan tinggi, pangkalan menara), yang dapat memonitor laju korosi, potensi korosi dan parameter lingkungan (kelembaban atmosfer, suhu, konsentrasi Cl⁻, konsentrasi SO₂) komponen secara real-time. Sensor terhubung ke platform manajemen latar belakang melalui teknologi komunikasi nirkabel (seperti 5G, LoRa), dan data pemantauan dikirimkan ke platform secara real time.
Kedua, membangun platform analisis data dan peringatan dini. Platform latar belakang mengumpulkan dan menyimpan data pemantauan, dan menggunakan data besar dan algoritma kecerdasan buatan untuk menganalisis data. Menurut laju korosi dan parameter lingkungan, platform dapat memprediksi tren perkembangan korosi komponen, menyiapkan peringatan dini tiga tingkat (normal, Perhatian, bahaya), dan mengeluarkan informasi peringatan dini kepada personel pengoperasian dan pemeliharaan pada saat status korosi melebihi ambang batas keselamatan.
Ketiga, mewujudkan pemeliharaan yang tepat berdasarkan data pemantauan. Menurut data pemantauan dan informasi peringatan dini sistem, personel operasi dan pemeliharaan dapat melakukan pemeliharaan yang ditargetkan: untuk komponen dengan status korosi normal, tidak diperlukan pemeliharaan; untuk komponen dengan peringatan dini tingkat perhatian, memperkuat inspeksi dan pembersihan; untuk komponen dengan peringatan dini tingkat bahaya, melakukan derusting, pelapisan sentuh atau penggantian tepat waktu. Perawatan yang tepat seperti ini tidak hanya meningkatkan efisiensi perawatan tetapi juga mengurangi biaya pengoperasian dan pemeliharaan. Menurut praktik penerapan perusahaan jaringan listrik, sistem pemantauan korosi yang cerdas dapat mengurangi biaya pengoperasian dan pemeliharaan menara sebesar 40%-50%.
5.3 Analisis Kasus Rekayasa
Untuk memverifikasi efek penerapan tindakan perlindungan korosi di atas, bab ini mengambil saluran transmisi pantai 220kV di kota tertentu di Cina Timur sebagai contoh analisis. Jalur ini panjangnya 86 km, dengan 218 menara transmisi. Terletak di lingkungan atmosfer laut yang khas, dengan kelembaban udara yang tinggi (kelembaban relatif rata-rata tahunan 82%), konsentrasi Cl⁻ yang tinggi (konsentrasi Cl⁻ rata-rata tahunan 0,08mg/m³), dan korosi serius pada komponen galvanis. Sebelum 2021, jalur ini mengadopsi proses galvanisasi hot-dip tradisional dan mode inspeksi manual, dan masalah korosi pada komponen sangat menonjol. Komponennya perlu diganti dalam jumlah banyak setiap harinya 5 tahun, dan biaya operasi dan pemeliharaan tahunan terlampaui 8 juta yuan.
Di 2021, unit operasi dan pemeliharaan melakukan transformasi jalur anti-korosi yang komprehensif, mengadopsi kombinasi tindakan pencegahan sumber dan perlindungan pengendalian proses yang diusulkan dalam makalah ini. Langkah-langkah transformasi spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Transformasi tahap manufaktur: Semua komponen pengganti mengadopsi baja paduan aluminium galvanis, dan proses galvanisasi mengadopsi derusting sandblasting + paduan aluminium-galvanis hot-dip + pasivasi kromium trivalen. Ketebalan lapisan paduan aluminium-galvanis dikontrol pada 100-110μm, yang lebih tinggi dari standar nasional. Pada waktu bersamaan, komponen-komponen tersebut mengalami perlakuan penuaan getaran untuk menghilangkan tegangan sisa; desain struktural komponen dioptimalkan, dan lubang drainase ditambahkan pada sambungan pangkuan pelat penghubung untuk mengurangi korosi celah.
2. Transformasi tahap operasi dan pemeliharaan: Sistem inspeksi hierarkis ditetapkan, dan siklus inspeksi menara dipersingkat menjadi sekali dalam seperempat. 50 menara utama dipilih untuk memasang sensor pemantauan korosi, dan platform pemantauan korosi dan peringatan dini yang cerdas dibangun untuk mewujudkan pemantauan status korosi komponen secara real-time; komponen dibersihkan dengan air bersih setiap 6 bulan untuk menghilangkan endapan semprotan garam; untuk komponen dengan sedikit korosi, penghilangan karat dan pelapisan sentuhan tepat waktu dilakukan, dan cat kaya seng yang cocok dengan lapisan paduan aluminium-galvanis digunakan untuk sentuhan; dasar menara dilengkapi dengan parit anti korosi dan lapisan isolasi untuk mencegah korosi tanah.
Setelah 3 tahun beroperasi (2021-2024), unit operasi dan pemeliharaan melakukan inspeksi dan evaluasi jalur secara menyeluruh. Hasil pemeriksaan menunjukkan bahwa efek transformasinya luar biasa:
1. Status korosi komponen: Tingkat integritas lapisan komponen paduan aluminium-galvanis lebih dari 95%, dan tidak ada korosi lubang yang jelas, korosi celah dan retak korosi tegangan. Hanya 3% komponennya memiliki sedikit bubuk pada lapisan paduan aluminium-galvanis, dan tidak terjadi pemaparan media. Hilangnya komponen secara penampang kurang dari 2%, yang jauh lebih rendah dari kisaran keamanan yang diijinkan (10%).
2. Biaya operasi dan pemeliharaan: Biaya pengoperasian dan pemeliharaan tahunan jalur tersebut dikurangi menjadi 3.2 juta yuan, yang mana 60% lebih rendah dibandingkan sebelum transformasi (8 juta yuan). Jumlah penggantian komponen berkurang dari 200 per tahun sampai 15 per tahun, yang sangat mengurangi beban kerja dan biaya pemeliharaan.
3. Prediksi kehidupan pelayanan: Menurut laju korosi yang dipantau oleh sistem, masa pakai komponen diperkirakan akan tercapai 45-50 tahun, yang dua kali lipat dari komponen galvanis hot-dip murni asli (20-25 tahun).
Kasus ini sepenuhnya menunjukkan kombinasi tindakan perlindungan pada tahap produksi (mengoptimalkan proses galvanisasi, memperbaiki proses manufaktur, memilih bahan berkinerja tinggi) dan tahap operasi dan pemeliharaan (memperbaiki sistem pemeriksaan, pemeliharaan tepat waktu, memperkuat pembersihan, membangun sistem pemantauan cerdas) dapat secara efektif memecahkan masalah korosi komponen galvanis di lingkungan yang keras, meningkatkan ketahanan korosi komponen, mengurangi biaya operasi dan pemeliharaan, dan memperpanjang umur layanan menara transmisi. Langkah-langkah perlindungan yang diusulkan dalam makalah ini memiliki kepraktisan dan pengoperasian yang kuat, dan dapat memberikan referensi untuk perlindungan korosi pada komponen galvanis menara transmisi di lingkungan serupa.
6. Permasalahan Saat Ini dan Prospek Perkembangan Masa Depan
6.1 Masalah Saat Ini
Dengan terus berkembangnya industri tenaga listrik dan peningkatan berkelanjutan pada teknologi anti korosi, kemajuan besar telah dicapai dalam perlindungan korosi pada komponen galvanis menara transmisi di Cina. Namun, dikombinasikan dengan praktik investigasi penulis dan penelitian industri, masih ada beberapa masalah menonjol dalam penerapan praktis, yang membatasi peningkatan lebih lanjut tingkat perlindungan korosi pada komponen galvanis. Masalah spesifiknya adalah sebagai berikut:
Pertama, kualitas proses galvanisasi di beberapa pabrik manufaktur skala kecil dan menengah belum memenuhi standar. Karena keterbatasan modal, teknologi dan peralatan, beberapa pabrik pembuatan menara kecil dan menengah masih mengadopsi pengawetan derusting tradisional + proses galvanisasi hot-dip, dan kontrol parameter galvanisasi (suhu larutan seng, waktu perendaman) tidak ketat, mengakibatkan ketebalan lapisan galvanis tidak merata, daya rekat yang buruk dan ketahanan korosi yang rendah pada komponen. Selama penyelidikan, kami menemukan itu 40% dari pabrik manufaktur skala kecil dan menengah mempunyai masalah ketebalan lapisan galvanis yang tidak memenuhi syarat, dan laju korosi komponen yang dihasilkan oleh pabrik tersebut adalah 2-3 kali lipat dari pabrik standar berskala besar. Sebagai tambahan, beberapa pabrik mengambil jalan pintas untuk mengurangi biaya, menggunakan ingot seng berkualitas rendah dan perlakuan awal yang tidak lengkap, yang selanjutnya mengurangi kualitas lapisan galvanis.
Kedua, tingkat operasi dan pemeliharaan tidak seimbang. Terdapat kesenjangan yang besar dalam tingkat pengoperasian dan pemeliharaan menara transmisi antara berbagai wilayah dan unit operasi dan pemeliharaan yang berbeda. Di daerah maju dan perusahaan jaringan listrik besar, konsep operasi dan pemeliharaan sudah maju, teknologi deteksi modern dan sistem pemantauan cerdas banyak digunakan, dan tingkat perlindungan korosinya tinggi. Namun, di daerah terpencil dan perusahaan jaringan listrik kecil, karena kurangnya tenaga kerja, dana dan kekuatan teknis, mode pengoperasian dan pemeliharaan mundur, siklus pemeriksaannya panjang, pemeliharaannya tidak tepat waktu, dan masalah korosi pada komponen sangat menonjol. Selama penyelidikan, kami menemukan bahwa tingkat kegagalan korosi komponen di daerah terpencil adalah 3-4 kali lipat dibandingkan daerah maju.
Ketiga, penelitian dan penerapan teknologi anti-korosi baru tidak mencukupi. Saat sekarang, perlindungan korosi pada komponen galvanis di Tiongkok sebagian besar masih didasarkan pada teknologi pelapisan anti-korosi dan galvanisasi hot-dip tradisional. Penelitian dan penerapan teknologi anti korosi baru (seperti lapisan anti korosi nano, lapisan anti korosi komposit, teknologi penghambat korosi) masih dalam tahap percobaan atau tahap penerapan skala kecil, dan belum dipromosikan secara luas. Beberapa teknologi anti korosi baru memiliki keunggulan berupa ketahanan terhadap korosi yang tinggi, perlindungan lingkungan dan umur panjang, tapi karena biayanya yang mahal, teknologi yang belum matang dan kurangnya standar yang relevan, mereka sulit diterapkan dalam skala besar.
Keempat, standar dan spesifikasi yang relevan perlu ditingkatkan lebih lanjut. Meskipun ada standar nasional yang relevan (seperti GB/T 2694—2023) untuk kualitas galvanisasi dan perlindungan korosi pada komponen menara transmisi, standar ini terutama ditujukan pada proses galvanisasi tradisional dan tindakan perlindungan korosi yang umum, dan kurangnya standar dan spesifikasi rinci untuk teknologi anti-korosi baru, material baru dan sistem pemantauan cerdas. Pada waktu bersamaan, standar untuk evaluasi efek perlindungan korosi tidak sempurna, yang sulit untuk mengevaluasi ketahanan korosi dan masa pakai komponen secara akurat.
6.2 Prospek Pengembangan Masa Depan
Dengan kemajuan mendalam dari “karbon ganda” tujuan strategis, pembangunan sistem tenaga listrik baru semakin cepat, dan proyek UHV, proyek transmisi pendukung energi baru dan proyek transmisi lintas regional terus berkembang. Lingkungan layanan menara transmisi menjadi lebih kompleks, dan persyaratan ketahanan korosi pada komponen galvanis semakin tinggi. Dikombinasikan dengan tren perkembangan teknologi anti korosi di dalam dan luar negeri serta pengetahuan profesional industri pipa, prospek pengembangan masa depan perlindungan korosi pada komponen galvanis menara transmisi terutama tercermin dalam aspek-aspek berikut:
Pertama, pengembangan kinerja tinggi, perlindungan lingkungan dan bahan anti korosi yang tahan lama. Di masa depan, penelitian dan pengembangan bahan anti korosi baru akan difokuskan pada kinerja tinggi, perlindungan lingkungan dan umur panjang. Di tangan satunya, mengoptimalkan formula paduan aluminium-galvanis, menambahkan unsur tanah jarang (seperti serium, lantanum) untuk meningkatkan ketahanan korosi dan adhesi lapisan paduan; di sisi lain, mengembangkan lapisan anti-korosi perlindungan lingkungan baru (seperti pelapis komposit nano, pelapis anti korosi berbahan dasar air), yang memiliki kelebihan tidak beracun, bebas polusi, ketahanan korosi yang tinggi dan daya rekat yang baik, dan secara bertahap mengganti lapisan anti korosi tradisional yang beracun dan berbahaya. Sebagai tambahan, penelitian dan penerapan material komposit tahan korosi (seperti material komposit plastik yang diperkuat serat) akan diperkuat. Bahan-bahan ini memiliki ketahanan korosi yang sangat baik dan ringan, yang secara efektif dapat mengurangi beban korosi komponen.
Kedua, kecerdasan pemantauan korosi dan operasi dan pemeliharaan. Dengan berkembangnya Internet of Things, data besar dan kecerdasan buatan, pemantauan korosi dan pengoperasian serta pemeliharaan komponen galvanis akan berkembang menuju kecerdasan dan informasi. Sistem pemantauan korosi yang cerdas akan dipromosikan secara luas, dan sensor korosi, sensor suhu dan kelembaban, sensor gas dan peralatan lainnya akan dipasang di semua menara utama untuk mewujudkan pemantauan status korosi dan parameter lingkungan komponen secara real-time. Platform latar belakang akan menggunakan algoritma kecerdasan buatan untuk menganalisis data pemantauan, memprediksi tren perkembangan korosi, dan mewujudkan peringatan dini otomatis dan pemeliharaan cerdas. Pada waktu bersamaan, penerapan drone dan robot dalam pemeriksaan menara transmisi akan dipopulerkan, Yang akan meningkatkan efisiensi dan akurasi pemeriksaan, dan mengurangi beban kerja inspeksi manual.
Ketiga, standardisasi dan penyempurnaan proses manufaktur serta operasi dan pemeliharaan. Di masa depan, departemen nasional terkait akan lebih meningkatkan standar dan spesifikasi perlindungan korosi pada komponen galvanis, merumuskan standar rinci untuk teknologi anti-korosi baru, material baru dan sistem pemantauan cerdas, dan menstandarkan proses manufaktur serta operasi dan pemeliharaan. Pabrik manufaktur akan memperkuat kontrol kualitas seluruh proses, mengadopsi peralatan produksi yang maju dan teknologi deteksi, dan memastikan kualitas komponen galvanis. Unit operasi dan pemeliharaan akan membentuk sistem operasi dan pemeliharaan yang lebih baik, menerapkan perlindungan rahasia dan perawatan yang tepat sesuai dengan lingkungan servis dan status korosi komponen, dan meningkatkan tingkat operasi dan pemeliharaan.
Keempat, integrasi teknologi proteksi korosi pada industri pipa dan bidang menara transmisi. Mekanisme korosi dan logika proteksi komponen logam di industri pipa dan bidang menara transmisi sangat mirip. Di masa depan, integrasi dan pertukaran teknologi perlindungan korosi antara kedua bidang akan diperkuat. Teknologi anti korosi yang matang di industri pipa (seperti lapisan PE tiga lapis, teknologi penghambat korosi, sistem pemantauan korosi yang cerdas) akan diterapkan pada perlindungan korosi pada komponen menara transmisi, dan pengalaman praktis komponen menara transmisi dalam perlindungan korosi atmosfer luar ruangan akan digunakan untuk memperkaya sistem teknologi anti korosi pada industri pipa, sehingga dapat mewujudkan perkembangan dan kemajuan bersama kedua bidang tersebut.
Kelima, pengembangan perlindungan korosi yang ramah lingkungan dan rendah karbon. Di bawah latar belakang “karbon ganda” tujuan strategis, perlindungan korosi pada komponen galvanis akan berkembang menuju ramah lingkungan dan rendah karbon. Proses galvanisasi tradisional akan dioptimalkan untuk mengurangi konsumsi energi dan pencemaran lingkungan; penelitian dan penerapan bahan dan teknologi anti-korosi perlindungan lingkungan akan diperkuat untuk mengurangi dampak lingkungan; masa pakai komponen akan diperpanjang melalui tindakan perlindungan ilmiah, mengurangi frekuensi penggantian komponen dan mewujudkan daur ulang sumber daya. Sebagai contoh, lapisan limbah galvanis dapat didaur ulang dan digunakan kembali, mengurangi pemborosan sumber daya dan pencemaran lingkungan.
7. Kesimpulan
Menara transmisi merupakan infrastruktur pendukung inti jaringan transmisi tenaga listrik, dan pengoperasiannya yang aman dan stabil berhubungan langsung dengan ketahanan energi nasional serta pembangunan sosial dan ekonomi. Komponen galvanis, sebagai komponen utama menara transmisi, mengandalkan mekanisme perlindungan anoda korban dari lapisan galvanis untuk mencapai efek anti korosi, yang banyak digunakan dalam industri tenaga listrik. Namun, dalam lingkungan layanan luar ruangan yang kompleks jangka panjang, komponen galvanis rentan terhadap kegagalan korosi akibat pengaruh gabungan faktor lingkungan, faktor komponen itu sendiri, faktor proses dan faktor operasi dan pemeliharaan, yang tidak hanya meningkatkan biaya pengoperasian dan pemeliharaan tetapi juga membawa potensi bahaya keselamatan yang besar pada jaringan transmisi tenaga listrik.
Berdasarkan pengalaman praktek mata kuliah penulis sebagai sarjana jurusan Industri Pipa, hasil investigasi di lapangan, data penelitian industri dan kasus rekayasa, makalah ini secara sistematis mempelajari masalah korosi dan tindakan perlindungan komponen galvanis menara transmisi, dan menarik kesimpulan utama berikut:
1. Korosi komponen galvanis adalah proses komprehensif korosi elektrokimia dan korosi kimia, di antaranya korosi elektrokimia adalah yang utama. Ketika lapisan galvanis masih utuh, seng bertindak sebagai anoda korban untuk melindungi substrat baja; ketika lapisan galvanis rusak, substrat baja akan mengalami korosi elektrokimia yang cepat, menyebabkan kegagalan komponen. Korosi komponen galvanis terutama dibagi menjadi empat jenis: korosi seragam, korosi lubang, korosi celah dan retak korosi tegangan. Diantara mereka, korosi lubang dan retak korosi tegangan adalah yang paling berbahaya, dengan penyembunyian yang kuat dan laju korosi yang cepat, yang merupakan poin kunci perlindungan korosi.
2. Faktor utama yang mempengaruhi korosi komponen galvanis meliputi empat kategori: faktor lingkungan, faktor komponen itu sendiri, faktor proses dan faktor operasi dan pemeliharaan. Diantara mereka, faktor lingkungan (kelembaban atmosfer, media korosif) merupakan faktor utama yang mempengaruhi, faktor proses menentukan ketahanan korosi awal komponen, dan faktor pengoperasian dan pemeliharaan menentukan masa pakai komponen. Tingkat korosi komponen dengan spesifikasi dan masa pakai yang sama sangat bervariasi dalam lingkungan yang berbeda, proses manufaktur yang berbeda dan tingkat operasi dan pemeliharaan yang berbeda.
3. Perlindungan korosi pada komponen galvanis harus mematuhi prinsip “pencegahan terlebih dahulu, kombinasi pencegahan dan pengendalian, dan klasifikasi perlindungan”, dan mengambil tindakan perlindungan yang ditargetkan mulai dari tahap produksi serta tahap operasi dan pemeliharaan. Dalam tahap pembuatan, ketahanan korosi pada komponen dapat ditingkatkan secara mendasar dengan mengoptimalkan proses galvanisasi (mengadopsi derusting sandblasting, secara ketat mengontrol parameter galvanisasi), memperbaiki proses manufaktur (menghilangkan sisa stres, meningkatkan kualitas pengelasan) dan memilih bahan berkinerja tinggi (baja paduan aluminium-galvanis, baja tahan cuaca). Dalam tahap operasi dan pemeliharaan, masa pakai komponen dapat diperpanjang secara efektif dengan meningkatkan sistem inspeksi, melakukan pelapisan derusting dan touch-up secara tepat waktu, memperkuat pembersihan dan pemeliharaan, dan membangun sistem pemantauan korosi yang cerdas.
4. Analisis kasus rekayasa menunjukkan bahwa kombinasi pencegahan sumber (tahap manufaktur) dan pengendalian proses (tahap operasi dan pemeliharaan) dapat secara efektif memecahkan masalah korosi komponen galvanis di lingkungan yang keras. Setelah transformasi anti korosi yang komprehensif pada saluran transmisi pantai 220kV, tingkat korosi komponen berkurang secara signifikan, biaya operasi dan pemeliharaan berkurang sebesar 60%, dan masa pakai komponen diperkirakan akan tercapai 45-50 tahun, yang sepenuhnya memverifikasi kepraktisan dan pengoperasian tindakan perlindungan yang diusulkan dalam makalah ini.
5. Saat sekarang, masih ada beberapa masalah dalam perlindungan korosi pada komponen galvanis di Cina, seperti kualitas galvanisasi yang tidak memenuhi syarat dari beberapa pabrik kecil dan menengah, tingkat operasi dan pemeliharaan yang tidak seimbang, kurangnya penelitian dan penerapan teknologi anti-korosi baru, dan standar relevan yang tidak sempurna. Di masa depan, perlindungan korosi pada komponen galvanis akan berkembang menuju kinerja tinggi, cerdas, terstandarisasi, hijau dan rendah karbon, dan integrasi teknologi anti korosi antara industri pipa dan bidang menara transmisi akan diperkuat untuk lebih meningkatkan tingkat perlindungan korosi.
Sebagai sarjana jurusan Industri Pipa, melalui penelitian ini, Saya memiliki pemahaman yang lebih mendalam tentang mekanisme korosi dan teknologi perlindungan komponen logam, dan juga menyadari pentingnya perlindungan korosi untuk keselamatan infrastruktur. Hasil penelitian makalah ini tidak hanya memberikan referensi praktis untuk praktik rekayasa proteksi korosi pada komponen galvanis menara transmisi tetapi juga menawarkan referensi untuk penelitian anti korosi pada komponen logam terkait dalam industri pipa.. Karena keterbatasan tingkat profesional penulis, ruang lingkup penyelidikan dan kedalaman penelitian, masih terdapat beberapa kekurangan pada makalah ini. Sebagai contoh, penelitian tentang mekanisme korosi komponen galvanis di lingkungan ekstrim (seperti dataran tinggi, suhu sangat rendah) tidak cukup mendalam, dan penelitian tentang teknologi anti-korosi baru masih relatif awal. Di masa depan, Saya akan terus belajar dan menjelajah, memperdalam penelitian tentang teknologi yang relevan, dan menyumbangkan kekuatan saya sendiri untuk keselamatan infrastruktur nasional dan pengembangan industri anti korosi.
