According to the latest statistical data released by the China Electricity Council in 2024, the total number of in-service transmission towers in China has exceeded 5 ล้าน, of which more than 90% adopt hot-dip galvanizing process for anti-corrosion treatment. The annual maintenance cost of towers caused by corrosion exceeds 3 billion yuan, and there are about 200 power transmission interruption accidents caused by corrosion failure of galvanized components every year, with direct economic losses exceeding 500 million yuan. ด้วยความก้าวหน้าเชิงลึกของ “คาร์บอนคู่” เป้าหมายเชิงกลยุทธ์, การก่อสร้างระบบไฟฟ้าใหม่กำลังเร่งดำเนินการ, และโครงการ UHV และโครงการส่งพลังงานสนับสนุนใหม่ๆ มีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง. สภาพแวดล้อมการบริการของเสาส่งสัญญาณกำลังมีความซับซ้อนมากขึ้น. จำนวนหอคอยในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ระดับความสูง, ความชื้นสูงและเย็น, มลพิษทางอุตสาหกรรมหนักและสเปรย์เกลือทะเลกำลังเพิ่มมากขึ้น, ซึ่งทำให้มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี.
แม้ว่าสถานการณ์การใช้งานของอุตสาหกรรมไปป์ไลน์และฟิลด์หอส่งสัญญาณจะแตกต่างกัน, กลไกการกัดกร่อนและตรรกะการป้องกันของส่วนประกอบโลหะมีความคล้ายคลึงกันมาก. ทั้งเน้นย้ำ “การป้องกันก่อน, ผสมผสานการป้องกันและควบคุม”, และให้ความสนใจกับเศรษฐกิจ, การปฏิบัติจริงและประสิทธิผลในระยะยาวของมาตรการป้องกัน. ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้, รวมกับความรู้ทางวิชาชีพของฉัน, ประสบการณ์จริง, และเอกสารทางอุตสาหกรรมจำนวนมาก ตลอดจนมาตรฐานและข้อกำหนดล่าสุดที่ได้รับการปรึกษา, ฉันเลือกหัวข้อ “การศึกษาปัญหาการกัดกร่อนและมาตรการป้องกันชิ้นส่วนสังกะสีของเสาส่งสัญญาณ”. ฉันหวังว่าจะสำรวจแผนการป้องกันที่มีประสิทธิภาพและประหยัดมากขึ้นโดยการวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับกฎการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี, ซึ่งไม่เพียงแต่เป็นข้อมูลอ้างอิงในการใช้งานและบำรุงรักษาเสาส่งสัญญาณเท่านั้น แต่ยังเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการวิจัยการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบโลหะที่เกี่ยวข้องในอุตสาหกรรมท่ออีกด้วย.
จุดเน้นการวิจัยของบทความนี้คือ: กลไกการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีและลักษณะการกัดกร่อนภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน, พารามิเตอร์ทางเทคนิคและผลการใช้งานของมาตรการป้องกันกระแสหลักในปัจจุบัน, และคำแนะนำในการเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันแบบกำหนดเป้าหมายที่นำมารวมกับกรณีการใช้งานจริง. ในกระบวนการวิจัย, มันจะหลีกเลี่ยงการพูดคุยที่ว่างเปล่าตามทฤษฎีมากเกินไป, มุ่งเน้นไปที่การผสมผสานระหว่างทฤษฎีและการปฏิบัติ, บูรณาการข้อมูลเชิงลึกที่เป็นเอกลักษณ์จากการสืบสวนส่วนบุคคล, สร้างสมดุลระหว่างความเป็นมืออาชีพและการแสดงออกทางภาษา, และพยายามใช้สำนวนทั่วไปในอุตสาหกรรมเพื่อหลีกเลี่ยงการซ้อนคำศัพท์ทางวิชาชีพที่เข้มงวด, เพื่อให้ผลการวิจัยสามารถนำไปใช้ได้จริงและนำไปปฏิบัติได้มากขึ้น.
2. ภาพรวมของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งสัญญาณ
2.1 องค์ประกอบและหน้าที่ของส่วนประกอบสังกะสี
เสาส่งกำลังเป็นโครงสร้างโครงถักเชิงพื้นที่ที่ประกอบจากส่วนประกอบโลหะชุบสังกะสีต่างๆ. ส่วนประกอบสังกะสีส่วนใหญ่ประกอบด้วยขาหอคอยหลัก, เหล็กฉาก, เหล็กช่อง, แผ่นเชื่อมต่อ, กลอน, สลักเกลียว, บันได, ฯลฯ. ส่วนประกอบที่แตกต่างกันมีบทบาทที่แตกต่างกันในหอคอย, แต่ข้อกำหนดในการป้องกันการกัดกร่อนนั้นสอดคล้องกัน—ทั้งหมดต้องมีความต้านทานที่ดีต่อการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศและการกัดกร่อนของสารเคมีปานกลาง เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่เกิดความล้มเหลวในการกัดกร่อนอย่างรุนแรงภายในอายุการใช้งานที่ออกแบบไว้ (โดยปกติ 30 ปี).
ในหมู่พวกเขา, ส่วนประกอบรับน้ำหนัก เช่น ขาหอคอยหลักและเหล็กฉากเป็นส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักของหอคอย, และความสมบูรณ์ของชั้นสังกะสีส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติทางกลและเสถียรภาพทางโครงสร้างของส่วนประกอบ. การต่อส่วนประกอบต่างๆ เช่น โบลท์ และพุกพุก, แม้ว่าจะอยู่ภายใต้แรงที่ค่อนข้างน้อยก็ตาม, จะทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่หลวมของส่วนประกอบของทาวเวอร์และทำให้เกิดความไม่มั่นคงของโครงสร้างโดยรวมเมื่อเกิดการติดขัดหรือการแตกหักของการกัดกร่อน. ส่วนประกอบเสริม เช่น แผ่นเชื่อมต่อ, ซึ่งต้องออกไปกลางแจ้งเป็นเวลานาน, มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายต่อชั้นสังกะสีเนื่องจากการซักด้วยฝนและการสะสมของฝุ่น, นำไปสู่การกัดกร่อน.
ควรเน้นที่นี่ว่าชั้นสังกะสีของส่วนประกอบชุบสังกะสีของหอส่งสัญญาณไม่ใช่การเคลือบสังกะสีเดี่ยว, แต่เป็นโครงสร้างสองชั้นของ “ชั้นโลหะผสมสังกะสีและเหล็ก + ชั้นสังกะสีบริสุทธิ์” เกิดจากปฏิกิริยาทางโลหะวิทยาระหว่างสังกะสีกับพื้นผิวเหล็ก. ข้อดีของโครงสร้างนี้คือชั้นโลหะผสมสังกะสีและเหล็กจะรวมกันอย่างใกล้ชิดกับพื้นผิวและไม่หลุดง่าย, ในขณะที่ชั้นสังกะสีบริสุทธิ์มีบทบาทในการป้องกันแอโนดแบบบูชายัญ, ให้การปกป้องสองเท่าสำหรับประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบ. โดยพื้นฐานแล้วสอดคล้องกับหลักการป้องกันการกัดกร่อนของสังกะสีของท่อส่งน้ำมันในอุตสาหกรรมท่อ. อย่างไรก็ตาม, เนื่องจากลักษณะแรงที่แตกต่างกันและสภาพแวดล้อมการบริการของส่วนประกอบหอส่งสัญญาณ, ข้อกำหนดสำหรับความหนา, ความสม่ำเสมอและการยึดเกาะของชั้นสังกะสีมีความเข้มงวดมากขึ้น.
2.2 กระบวนการชุบสังกะสีและพารามิเตอร์ทางเทคนิค
ในปัจจุบัน, กระบวนการชุบสังกะสีของส่วนประกอบหอส่งสัญญาณส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท: การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนและการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า. ในหมู่พวกเขา, การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนมีสัดส่วนมากกว่า 95% ของตลาดการชุบสังกะสีแบบทาวเวอร์เนื่องจากมีฤทธิ์ป้องกันการกัดกร่อนได้ดี, อายุการใช้งานยาวนานและต้นทุนปานกลาง. การชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้าใช้สำหรับส่วนประกอบเสริมขนาดเล็กหรือส่วนประกอบภายในอาคารบางส่วนเท่านั้น. บทความนี้มุ่งเน้นไปที่ปัญหาการกัดกร่อนของส่วนประกอบชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน.
กระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน, พูดง่ายๆ, คือการแช่ส่วนประกอบเหล็กหลังจากการขจัดสนิมและขจัดคราบไขมันลงในสารละลายสังกะสีหลอมเหลว (สารละลายสังกะสีควบคุมอุณหภูมิที่ 440-460 ℃). หลังจากแช่อยู่ระยะหนึ่ง, พื้นผิวเหล็กจะทำปฏิกิริยาทางโลหะกับสารละลายสังกะสีเพื่อสร้างชั้นสังกะสีที่สม่ำเสมอและหนาแน่นบนพื้นผิวของส่วนประกอบ. ตาม GB/T 2694—2023 “เงื่อนไขทางเทคนิคสำหรับการผลิตเสาสายส่ง”, ความหนาของชั้นสังกะสีแบบจุ่มร้อนสำหรับส่วนประกอบรับน้ำหนักของเสาส่งสัญญาณต้องไม่น้อยกว่า 86μm, และสำหรับส่วนประกอบที่ไม่มีภาระจะต้องไม่น้อยกว่า65μm. การยึดเกาะของชั้นสังกะสีจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของ “ไม่มีการลอกหรือยกหลังการทดสอบค้อน”, และความต้านทานสเปรย์เกลือจะต้องไม่มีสนิมแดงในการทดสอบสเปรย์เกลือที่เป็นกลาง 480 ชั่วโมง.
ในระหว่างการสืบสวน, ฉันพบว่าพารามิเตอร์กระบวนการชุบสังกะสีของโรงงานผลิตต่างๆ มีความแตกต่างบางประการ, ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและผลป้องกันการกัดกร่อนของชั้นสังกะสี. ตาราง 1 ด้านล่างเปรียบเทียบพารามิเตอร์กระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนของ 3 โรงงานผลิตทาวเวอร์กระแสหลักในประเทศจีน. บวกกับการสังเกตของผมในโรงงาน, มีการวิเคราะห์โดยย่อเกี่ยวกับผลกระทบของความแตกต่างของพารามิเตอร์.
|
ชื่อผู้ผลิต
|
อุณหภูมิสารละลายสังกะสี (℃)
|
เวลาแช่ (นาที)
|
วิธีปรับสภาพ
|
ความหนาของชั้นสังกะสี (ไมโครเมตร)
|
การยึดเกาะ (การทดสอบค้อน)
|
ผลการใช้งานจริง (สรุปการสอบสวน)
|
|
ผู้ผลิต A (ผู้ผลิตในเหอเป่ย์)
|
445±5
|
3-5 (ปรับตามความหนาของส่วนประกอบ)
|
กัดกรด + ฟอสเฟต + ซักผ้าน้ำ
|
90-100
|
ไม่มีการลอกหรือยก, รอยขีดข่วนในท้องถิ่นเล็กน้อย
|
สำหรับส่วนประกอบในการให้บริการสำหรับ 10 ปี, อัตราความสมบูรณ์ของชั้นสังกะสีถึง 85%. การกัดกร่อนจะกระจุกตัวอยู่ที่ข้อต่อส่วนประกอบเป็นหลัก, และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษาต่ำ.
|
|
ผู้ผลิต B (ผู้ผลิตในมณฑลซานตง)
|
455±5
|
2-4
|
กัดกรด + ซักผ้าน้ำ (ไม่มีฟอสเฟต)
|
80-90
|
การยกในท้องถิ่นเล็กน้อย, ไม่มีการลอกเป็นบริเวณกว้าง
|
สำหรับส่วนประกอบในการให้บริการสำหรับ 8 ปี, อัตราความสมบูรณ์ของชั้นสังกะสีอยู่ที่ประมาณ 70%. พื้นผิวของส่วนประกอบบางส่วนเป็นแบบผง, และสีป้องกันการกัดกร่อนต้องได้รับการทาสีอย่างสม่ำเสมอ.
|
|
ผู้ผลิต C (ผู้ผลิตในมณฑลเจียงซู)
|
440±5
|
4-6
|
การพ่นทราย Derusting + ซักผ้าน้ำ
|
100-110
|
ไม่มีการลอกหรือยก, การยึดเกาะที่ดีเยี่ยม
|
สำหรับส่วนประกอบในการให้บริการสำหรับ 12 ปี, อัตราความสมบูรณ์ของชั้นสังกะสีถึง 90%. การกัดกร่อนเป็นของหายาก, ส่วนใหญ่ใช้ในพื้นที่ที่มีการกัดกร่อนรุนแรง เช่น พื้นที่ชายฝั่งและอุตสาหกรรมหนัก.
|
ตาราง 1 การเปรียบเทียบพารามิเตอร์กระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนและผลการใช้งานของ 3 ผู้ผลิตทาวเวอร์กระแสหลักในประเทศจีน
ดูได้จากตาราง 1 อุณหภูมิสารละลายสังกะสีนั้น, เวลาในการแช่และวิธีการปรับสภาพเป็นพารามิเตอร์หลักที่ส่งผลต่อคุณภาพของชั้นสังกะสี. ในหมู่พวกเขา, วิธีปรับสภาพมีผลกระทบที่ชัดเจนที่สุด. ผู้ผลิต C ใช้วิธีการปรับสภาพล่วงหน้าของการขจัดสนิมด้วยการพ่นทราย + ล้างน้ำ. เมื่อเทียบกับการดองของผู้ผลิต A และ B, สามารถขจัดสนิมได้ละเอียดยิ่งขึ้น, ตะกรันออกไซด์และคราบน้ำมันบนพื้นผิวของส่วนประกอบ, ทำให้การผสมผสานระหว่างชั้นสังกะสีและพื้นผิวอยู่ใกล้กันมากขึ้น. ดังนั้น, ชั้นสังกะสีจะหนาขึ้น, มีการยึดเกาะที่ดีขึ้น, และมีผลป้องกันการกัดกร่อนได้ดีขึ้นในการใช้งานจริง. แม้ว่าต้นทุนกระบวนการจะสูงขึ้นเล็กน้อย, ต้นทุนการดำเนินงานและบำรุงรักษาในระยะยาวต่ำกว่า, ซึ่งเหมาะกับส่วนประกอบของทาวเวอร์ในบริเวณที่มีการกัดกร่อนรุนแรงมากกว่า.
ซึ่งสอดคล้องกับตรรกะกระบวนการของการชุบสังกะสีแบบท่อในอุตสาหกรรมท่ออย่างสมบูรณ์. ในการผลิตท่อ, การปรับสภาพที่ไม่เพียงพอจะนำไปสู่การยึดเกาะที่ไม่ดีและการลอกชั้นสังกะสีได้ง่าย, ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนของท่อ. ในรายวิชาทดลองของ “เทคโนโลยีการก่อสร้างทางวิศวกรรมท่อส่ง”, ฉันทำการทดลองเปรียบเทียบ: ท่อเหล็กที่มีสเปคเดียวกันจำนวน 2 ท่อถูกนำมา, อันหนึ่งถูกทำลายด้วยการพ่นทราย, อีกอันโดยการดอง. ทั้งสองถูกบำบัดด้วยการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน จากนั้นจึงทดสอบการพ่นเกลือ. ผลการวิจัยพบว่าชั้นสังกะสีของท่อเหล็กหลังการพ่นทรายกำจัดสนิมยังไม่มีสนิมแดงหลังจากการทดสอบสเปรย์เกลือ 600 ชม., ในขณะที่ท่อเหล็กหลังจากการขจัดสนิมแล้วจะมีสนิมแดงเฉพาะที่หลังจากผ่านไป 400 ชั่วโมงเท่านั้น. นอกจากนี้ยังเป็นการยืนยันว่าการปรับปรุงกระบวนการปรับสภาพล่วงหน้าเป็นพื้นฐานในการปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนของชั้นสังกะสี.
3. กลไกการกัดกร่อนและประเภทการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี
3.1 การวิเคราะห์กลไกการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี
การกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งสัญญาณนั้นเป็นกระบวนการที่ครอบคลุมของการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าและการกัดกร่อนทางเคมีของชั้นสังกะสีและพื้นผิวเหล็กในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่ซับซ้อน, โดยมีการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าเป็นหลัก. เพื่อทำความเข้าใจปัญหาการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี, ก่อนอื่นเราต้องชี้แจงกลไกการกัดกร่อนซึ่งเป็นพื้นฐานหลักสำหรับเราในการกำหนดมาตรการป้องกัน.
ส่วนประกอบหลักของชั้นสังกะสีคือสังกะสี. ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของสังกะสีคือ -0.76V, ในขณะที่เหล็กนั้นเป็น -0.44V. ศักย์ไฟฟ้าของสังกะสีต่ำกว่าเหล็ก. ดังนั้น, เมื่อชั้นสังกะสีบนพื้นผิวของส่วนประกอบสังกะสียังคงอยู่, สังกะสีทำหน้าที่เป็นขั้วบวกและพื้นผิวเหล็กเป็นแคโทด, ก่อตัวเป็นวงจรเซลล์กัลวานิกในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น. ในเวลานี้, สังกะสีจะได้รับปฏิกิริยาออกซิเดชั่นเป็นพิเศษ (เช่น., แอโนดบูชายัญ), สึกกร่อนและละลายไป, ในขณะที่พื้นผิวเหล็กได้รับการปกป้องจากการกัดกร่อน. นี่คือ “กลไกการป้องกันแอโนดแบบบูชายัญ” ของชั้นสังกะสี, ซึ่งเป็นหลักการสำคัญของการป้องกันการกัดกร่อนด้วยสังกะสี.
สมการปฏิกิริยาออกซิเดชันของสังกะสีคือ: Zn – 2อี⁻ = สังกะสี²⁺. Zn²⁺ รวมกับ OH⁻ ในสภาพแวดล้อมเพื่อสร้าง Zn(โอ้)₂, ซึ่งถูกออกซิไดซ์เพิ่มเติมเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนที่เสถียร เช่น ZnO และ ZnCO₃. ผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนเหล่านี้จะเกาะติดกับพื้นผิวของชั้นสังกะสีเพื่อสร้างฟิล์มพาสซีฟที่มีความหนาแน่น, ซึ่งสามารถป้องกันการกัดกร่อนของสังกะสีได้อีกและยังป้องกันสารกัดกร่อนภายนอกอีกด้วย (เช่นน้ำฝน, สเปรย์เกลือ, ก๊าซเสียอุตสาหกรรม, เป็นต้น) จากการสัมผัสกับพื้นผิวเหล็ก, มีบทบาทในการปกป้องแบบคู่.
อย่างไรก็ตาม, ผลการป้องกันนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อชั้นสังกะสีไม่เสียหายเท่านั้น. เมื่อชั้นสังกะสีเสียหายจากการสึกหรอ, เกา, ความชราและเหตุผลอื่นๆ, และพื้นผิวเหล็กสัมผัสกับสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, สถานการณ์จะเปลี่ยนไป. ในเวลานี้, ในเซลล์กัลวานิกที่เกิดจากสังกะสีและเหล็กกล้า, สังกะสียังคงทำหน้าที่เป็นขั้วบวกและเหล็กเป็นแคโทด. อย่างไรก็ตาม, เนื่องจากชั้นสังกะสีเสียหาย, พื้นที่การกัดกร่อนของสังกะสีจะลดลง, และอัตราการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก. เมื่อชั้นสังกะสีสึกกร่อนและสิ้นเปลืองจนหมด, พื้นผิวเหล็กจะถูกสัมผัสโดยตรงกับสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและเริ่มเกิดการกัดกร่อน.
การกัดกร่อนของพื้นผิวเหล็กก็เป็นการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าเช่นกัน: ในสภาพแวดล้อมที่ชื้น, ฟิล์มน้ำจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของเหล็ก. ฟิล์มน้ำจะละลายออกซิเจน, คาร์บอนไดออกไซด์, เกลือและสารอื่นๆ เพื่อสร้างสารละลายอิเล็กโทรไลต์. เหล็กและคาร์บอนในเหล็กกล้ากลายเป็นเซลล์กัลวานิก. เหล็กทำหน้าที่เป็นขั้วบวกเพื่อรับปฏิกิริยาออกซิเดชันเพื่อสร้าง Fe²⁺. Fe²⁺รวมกับ OH⁻ เพื่อสร้าง Fe(โอ้)₂, ซึ่งจะถูกออกซิไดซ์ต่อไปเพื่อสร้าง Fe(โอ้)₃. เฟ(โอ้)₃ คายน้ำให้กลายเป็น Fe₂O₃·nH₂O (เช่น., สนิมแดง). สนิมแดงมีเนื้อสัมผัสที่หลวมและไม่สามารถป้องกันการบุกรุกของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้, ซึ่งจะนำไปสู่การกัดกร่อนของพื้นผิวเหล็กอย่างต่อเนื่อง, และนำไปสู่การสูญเสียส่วนประกอบตามหน้าตัดในที่สุด, คุณสมบัติทางกลลดลงและแม้กระทั่งความล้มเหลว.
นอกจากการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีแล้ว, ส่วนประกอบสังกะสีก็จะเกิดการกัดกร่อนทางเคมีเช่นกัน. เมื่อมีตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น ก๊าซเสียจากอุตสาหกรรม (เช่น SO₂, ไม่₂, เอชซีแอล, เป็นต้น) และสเปรย์เกลือทะเล (ที่มีCl⁻) ในสภาพแวดล้อม, ตัวกลางเหล่านี้จะทำปฏิกิริยาทางเคมีโดยตรงกับชั้นสังกะสี, ทำลายฟิล์มพาสซีฟและเร่งการกัดกร่อนของสังกะสี. ตัวอย่างเช่น, SO₂ ทำปฏิกิริยากับชั้นสังกะสีเพื่อสร้าง ZnSO₄·7H₂O (คริสตัลสังกะสีซัลเฟต), ซึ่งมีเนื้อสัมผัสหลวมและหลุดร่วงง่าย, นำไปสู่การทำให้ชั้นสังกะสีบางลงทีละน้อย. Cl⁻ สามารถเจาะฟิล์มแบบพาสซีฟและทำปฏิกิริยากับสังกะสีเพื่อสร้าง ZnCl₂ ซึ่งละลายได้ในน้ำ, เร่งการกัดกร่อนแบบรูพรุนของชั้นสังกะสี.
ที่นี่ฉันต้องการแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกส่วนบุคคลรวมกับประสบการณ์จริงของฉัน: in a high humidity and high temperature difference environment, the water film on the surface of galvanized components will exist for a long time, and the water film will dissolve more corrosive media, which will greatly accelerate the rate of electrochemical corrosion. ในระหว่างการสืบสวน, I found that in the transmission towers in the high humidity mountainous areas in the south, although there is no industrial pollution and marine salt spray, under the same service life, the corrosion degree of galvanized components is much more serious than that in the dry areas in the north. This is because the south mountainous areas have frequent rain all year round and high air humidity (annual average relative humidity exceeds 80%), and the water film on the surface of galvanized components cannot dry for a long time, ดังนั้นการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีจึงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง, ส่งผลให้มีการใช้ชั้นสังกะสีอย่างรวดเร็ว.
นอกจากนี้, ตามข้อมูลการวิจัยจากศูนย์วิทยาศาสตร์การกัดกร่อนและป้องกันวัสดุแห่งชาติ, กระบวนการกัดกร่อนและผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนของเหล็กชุบสังกะสีในสภาพแวดล้อมบรรยากาศทั่วไปที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ, ซึ่งยังนำไปสู่อัตราการกัดกร่อนและลักษณะการกัดกร่อนที่แตกต่างกันของส่วนประกอบสังกะสีภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน, ดังนี้:
1. สภาพแวดล้อมในบรรยากาศชนบทที่ปราศจากมลภาวะ: ส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากO₂และCO₂. ชั้นสังกะสีถูกสึกกร่อนเพื่อสร้าง ZnO และ Zn₅(CO₃)₂(โอ้)₆. ผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเหล่านี้มีความเสถียรและหนาแน่น, ซึ่งสามารถยับยั้งการกัดกร่อนต่อไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ, และอัตราการกัดกร่อนจะช้าที่สุด;
2. สภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศอุตสาหกรรม: ก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหลักคือSO₂. ชั้นสังกะสีถูกสึกกร่อนเพื่อสร้าง Zn₄SO₄(โอ้)₆·4H₂O และ Zn₄Cl₂(โอ้)₄SO₄·5H₂O. ผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเหล่านี้มีเนื้อสัมผัสหลวมและหลุดร่วงง่าย, เร่งการกัดกร่อน;
3. สภาพแวดล้อมบรรยากาศทางทะเล: อุดมไปด้วย Cl⁻. ชั้นสังกะสีถูกสึกกร่อนเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ เช่น Zn₅(CO₃)₂(โอ้)₆ และ Zn₅(โอ้)₈Cl₂·H₂O. การกัดกร่อนส่วนใหญ่จะเกิดเป็นรูพรุนในระยะแรก, ซึ่งค่อยๆพัฒนาไปสู่การกัดกร่อนโดยทั่วไป, และอัตราการกัดกร่อนจะเร็วที่สุด.
สรุป, กลไกการกัดกร่อนของชิ้นส่วนสังกะสีสามารถสรุปได้ดังนี้: เมื่อชั้นสังกะสียังคงอยู่, ช่วยปกป้องพื้นผิวเหล็กโดยอาศัยกลไกการป้องกันแอโนดแบบบูชายัญ, และสร้างฟิล์มแบบพาสซีฟเพื่อการปกป้องเพิ่มเติม; เมื่อชั้นสังกะสีเสียหาย, กลไกการป้องกันแอโนดแบบบูชายัญล้มเหลว, พื้นผิวเหล็กผ่านการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี, และตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะเร่งการใช้ชั้นสังกะสีและการกัดกร่อนของพื้นผิว, นำไปสู่ความล้มเหลวในการกัดกร่อนของส่วนประกอบในที่สุด.
3.2 ประเภทและลักษณะการกัดกร่อนหลัก
ผสมผสานกับแนวปฏิบัติในการสืบสวนและวรรณกรรมอุตสาหกรรม, ตามสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนและรูปแบบการกัดกร่อนที่แตกต่างกัน, การกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งกำลังแบ่งออกเป็นส่วนใหญ่ดังต่อไปนี้ 4 ชนิด. แต่ละประเภทมีลักษณะการกัดกร่อนและเหตุผลในการก่อตัวที่เป็นเอกลักษณ์. ในการปฏิบัติงานและบำรุงรักษาจริง, นอกจากนี้เรายังสามารถตัดสินประเภทการกัดกร่อนและระดับการกัดกร่อนตามลักษณะการกัดกร่อนได้อีกด้วย, แล้วใช้มาตรการป้องกันแบบกำหนดเป้าหมาย.
3.2.1 การกัดกร่อนสม่ำเสมอ
การกัดกร่อนสม่ำเสมอ, หรือที่เรียกว่าการกัดกร่อนทั่วไป, เป็นการกัดกร่อนประเภทที่พบบ่อยที่สุดของส่วนประกอบสังกะสี. ส่วนใหญ่จะเกิดบนพื้นผิวของชั้นสังกะสี, แสดงว่าชั้นสังกะสีบางลงสม่ำเสมอ, เป็นผงและลอกออกทั้งชิ้น. พื้นผิวของส่วนประกอบมีสีขาวอมเทาสม่ำเสมอหรือสีดำอมเทา. ในระยะต่อมา, เมื่อชั้นสังกะสีถูกลอกออกจนหมดและสัมผัสกับพื้นผิวเหล็ก, สนิมแดงสม่ำเสมอจะปรากฏขึ้น.
การกัดกร่อนประเภทนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในพื้นที่ที่มีสภาพแวดล้อมบรรยากาศไม่รุนแรง, เช่นพื้นที่ชนบทและชานเมือง, โดยที่ไม่มีมลพิษทางอุตสาหกรรมร้ายแรงและสเปรย์เกลือทะเล. สารกัดกร่อนส่วนใหญ่เป็นน้ำฝน, ความชื้นในอากาศและคาร์บอนไดออกไซด์. อัตราการกัดกร่อนค่อนข้างช้า. โดยปกติ, ความหนาการสูญเสียประจำปีของชั้นสังกะสีคือ3-5μm. ตามความหนาของชั้นสังกะสีที่ระบุใน GB/T 2694—2023 (ไม่น้อยกว่า 86μm), ในสภาพแวดล้อมในชนบท, ชั้นสังกะสีของส่วนประกอบสังกะสีสามารถรักษาผลป้องกันการกัดกร่อนได้ 20-30 ปี, ซึ่งโดยทั่วไปสามารถตอบสนองอายุการใช้งานที่ออกแบบของหอคอยได้.
ในระหว่างการสืบสวน, ข้าพเจ้าเห็นหอส่งสัญญาณที่เปิดให้บริการอยู่ 25 ปีในพื้นที่ชนบท. พื้นผิวของส่วนประกอบมีการกัดกร่อนสม่ำเสมอโดยทั่วไป ชั้นสังกะสีถูกทำให้เป็นผงจนหมด, โดยมีการลอกเล็กน้อยในบางพื้นที่. พื้นผิวเหล็กที่ถูกเปิดออกมีสนิมแดงจำนวนเล็กน้อย, แต่การสูญเสียหน้าตัดของส่วนประกอบมีน้อย, และคุณสมบัติทางกลยังคงสามารถตอบสนองความต้องการได้. The operation and maintenance personnel only needed to re-galvanize the peeled parts to continue using them.
The characteristics of uniform corrosion are: uniform corrosion distribution, stable corrosion rate, relatively small harm to components, and relatively simple maintenance in the later stage. It can be mainly alleviated by regular re-galvanizing and applying anti-corrosion paint.
3.2.2 การกัดกร่อนของรูพรุน
Pitting corrosion, also known as pitting, is the most dangerous type of corrosion of galvanized components. ส่วนใหญ่จะเกิดบนพื้นผิวของชั้นสังกะสี, showing that the galvanized layer has pinhole-sized corrosion pits, which gradually deepen and expand, and even penetrate the galvanized layer, leading to exposure of the steel substrate, and then triggering local corrosion of the substrate to form “rust pits”.
การกัดกร่อนประเภทนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีไอออนฮาโลเจน เช่น Cl⁻ และ Br⁻, โดยเฉพาะในพื้นที่ชายฝั่งทะเล, พื้นที่ดินเค็มและด่าง, และพื้นที่หนาวเย็นทางตอนเหนือที่ใช้เกลือละลายหิมะ. Cl⁻ มีรัศมีน้อยและมีความสามารถในการเจาะทะลุที่แข็งแกร่ง, ซึ่งสามารถทะลุผ่านฟิล์มพาสซีฟบนพื้นผิวของชั้นสังกะสีได้, ก่อตัวเป็นเซลล์การกัดกร่อนเฉพาะที่บนพื้นผิวของชั้นสังกะสี, และนำไปสู่การกัดกร่อนอย่างรวดเร็วของสังกะสีในท้องถิ่นจนเกิดเป็นหลุมบ่อ. ยิ่งไปกว่านั้น, เมื่อเกิดรูพรุนแล้ว, ความเข้มข้นของสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น Cl⁻) ภายในหลุมก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ, และอัตราการกัดกร่อนก็จะเร่งตัวขึ้นอีก, การขึ้นรูป “การกัดกร่อนแบบตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ”, ซึ่งจะนำไปสู่การเจาะชั้นสังกะสีและการกัดกร่อนของพื้นผิวเหล็กในที่สุด.
ตามข้อมูลใน “เอกสารไวท์เปเปอร์เกี่ยวกับการป้องกันการกัดกร่อนของเสาสายส่ง” เผยแพร่โดยสมาคมจีนเพื่อการกัดกร่อนและการป้องกันใน 2024, อุบัติการณ์ของการกัดกร่อนแบบรูเข็มของส่วนประกอบหอคอยสังกะสีในพื้นที่ชายฝั่งทะเลมีสูงถึง 65%, และอัตราการกัดกร่อนของรูพรุนสามารถเข้าถึง8-12μmต่อปี. ส่วนประกอบบางส่วนที่ให้บริการสำหรับ 5 ปีจะมีรูพรุน.
ในระหว่างการสอบสวนในเขตชายฝั่งทะเล, ฉันเห็นสลักเกลียวของหอคอยที่เคยใช้งานอยู่ 6 ปี. พื้นผิวของมันถูกปกคลุมไปด้วยหลุมบ่อ, และบางหลุมทะลุชั้นสังกะสีไปแล้ว. พื้นผิวที่ถูกเปิดออกถูกปกคลุมไปด้วยสนิมสีแดง. วัดด้วยคาลิปเปอร์, เส้นผ่านศูนย์กลางของสลักเกลียวหายไป 2 มม, ซึ่งเกินขอบเขตความปลอดภัยที่อนุญาตและต้องเปลี่ยนอย่างเร่งด่วน.
ลักษณะของการกัดกร่อนแบบรูพรุนคือ: พื้นที่การกัดกร่อนขนาดเล็ก, อัตราการกัดกร่อนที่รวดเร็ว, การปกปิดที่แข็งแกร่ง, และหาได้ยากในช่วงแรกๆ. เมื่อพบแล้ว, มันมักจะทำให้เกิดความเสียหายจากการกัดกร่อนอย่างรุนแรง, และยังส่งผลต่อความสามารถในการรับน้ำหนักของส่วนประกอบอีกด้วย, ซึ่งทำให้เกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยได้ง่ายมาก. ดังนั้น, การกัดกร่อนแบบรูเข็มเป็นจุดสำคัญและยากในการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี.
ที่นี่ฉันต้องการแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกส่วนบุคคล: ในอุตสาหกรรมท่อ, ชั้นสังกะสีของท่อส่งน้ำมันและก๊าซก็มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนเช่นกัน. โดยเฉพาะการวางท่อในพื้นที่ชายฝั่งทะเล, อุบัติเหตุท่อรั่วที่เกิดจากการกัดกร่อนแบบรูพรุนเกิดขึ้นเป็นครั้งคราว. โดยการเปรียบเทียบปรากฏการณ์การกัดกร่อนแบบรูพรุนของท่อและหอคอย, ฉันพบว่าการเกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของ Cl⁻ ในสิ่งแวดล้อมเท่านั้น, แต่ยังรวมถึงความสม่ำเสมอของชั้นสังกะสีด้วย. ชิ้นส่วนที่มีความหนาและสิ่งสกปรกของชั้นสังกะสีไม่เท่ากันมีแนวโน้มที่จะเป็นจุดเริ่มต้นของการกัดกร่อนแบบรูพรุน. ดังนั้น, การปรับปรุงความสม่ำเสมอของชั้นสังกะสีและลดสิ่งสกปรกในชั้นสังกะสีเป็นกุญแจสำคัญในการป้องกันการกัดกร่อนแบบรูพรุน.
3.2.3 การกัดกร่อนของรอยแยก
การกัดกร่อนตามรอยแยกส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ข้อต่อของส่วนประกอบสังกะสี, เช่นรอยต่อระหว่างเหล็กฉากกับแผ่นต่อ, ข้อต่อระหว่างสลักเกลียวและน็อต, และข้อต่อตักของส่วนประกอบต่างๆ. แสดงออกได้จากการกัดกร่อนอย่างรวดเร็วและการลอกของชั้นสังกะสีภายในรอยแยก, สนิมแดงบนพื้นผิวเหล็ก, and even loose and stuck component connections.
การเกิดการกัดกร่อนประเภทนี้มีสาเหตุหลักมาจากรอยแยกที่ข้อต่อส่วนประกอบสะสมน้ำฝนได้ง่าย, ฝุ่น, สื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, เป็นต้น, การขึ้นรูป “โซลูชันรอยแยก”. ความเข้มข้นของออกซิเจนภายในรอยแยกต่ำกว่าด้านนอก, ขึ้นรูป “เซลล์ความเข้มข้นของออกซิเจน”- ด้านในของรอยแยกคือขั้วบวก และด้านนอกคือขั้วลบ, ทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรวดเร็วของชั้นสังกะสีและพื้นผิวเหล็กภายในรอยแยก. ในเวลาเดียวกัน, ผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนภายในรอยแยกไม่สามารถระบายออกได้ทันเวลา, ซึ่งจะยิ่งทำให้การกัดกร่อนรุนแรงขึ้นและก่อให้เกิดวงจรอุบาทว์.
ในระหว่างการสืบสวน, ฉันพบว่าหอคอยเกือบทั้งหมดเปิดให้บริการมากกว่า 5 ปีมีระดับการกัดกร่อนของรอยแยกที่ข้อต่อส่วนประกอบต่างกัน, โดยเฉพาะข้อต่อระหว่างโบลท์และน็อต, ซึ่งมีการสึกกร่อนอย่างร้ายแรงที่สุด. เจ้าหน้าที่ของสถานีปฏิบัติการและบำรุงรักษาบอกเราว่าพวกเขากำจัดสนิมและหล่อลื่นสลักเกลียวของทาวเวอร์ทุกปี, แต่ก็ยังไม่สามารถหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของรอยแยกได้อย่างสมบูรณ์. โบลท์บางตัวติดอยู่เนื่องจากการกัดกร่อนและไม่สามารถถอดประกอบได้, จึงต้องถูกแทนที่ด้วยการตัด, ซึ่งไม่เพียงแต่เพิ่มภาระงานการดำเนินงานและการบำรุงรักษา แต่ยังอาจทำให้ส่วนประกอบเสียหายอีกด้วย.
ลักษณะของการกัดกร่อนตามรอยแยกคือ: การกัดกร่อนจะกระจุกตัวอยู่ที่รอยแยกของส่วนประกอบ, ด้วยการปกปิดที่แข็งแกร่งและอัตราการกัดกร่อนที่รวดเร็ว. ส่งผลต่อประสิทธิภาพการเชื่อมต่อของส่วนประกอบได้ง่าย, แล้วส่งผลต่อเสถียรภาพโครงสร้างโดยรวมของหอคอย. ยิ่งไปกว่านั้น, การกัดกร่อนตามรอยแยกมักเกิดขึ้นพร้อมกันกับการกัดกร่อนแบบรูพรุน, ทำให้เกิดความเสียหายจากการกัดกร่อนที่รุนแรงขึ้น.
3.2.4 การกัดกร่อนจากความเครียด
การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นเป็นรูปแบบความล้มเหลวในการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีภายใต้การกระทำร่วมกันของ “สารกัดกร่อน + ความเครียด”. โดยส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นกับส่วนประกอบที่มีแรงแบก (เช่นขาหอคอยหลัก, เหล็กมุมทแยง) และการเชื่อมต่อส่วนประกอบ (เช่น สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง) ของหอคอย. ปรากฏให้เห็นจากรอยแตกเล็ก ๆ บนพื้นผิวของส่วนประกอบ, ซึ่งค่อยๆขยายตัวและนำไปสู่การแตกหักของส่วนประกอบในที่สุด.
การก่อตัวของการกัดกร่อนประเภทนี้ต้องมีเงื่อนไขที่จำเป็นสองประการ: หนึ่งคือการมีอยู่ของสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่นก๊าซเสียอุตสาหกรรม, สเปรย์เกลือทะเล, เป็นต้น), และอีกประการหนึ่งคือการมีอยู่ของความเครียดภายในหรือภายนอกต่อส่วนประกอบต่างๆ (เช่นความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิต, ความตึงเครียดและแรงกดดันที่เกิดจากหอคอยระหว่างการให้บริการ). ภายใต้การกระทำของสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, ชั้นสังกะสีบนพื้นผิวของส่วนประกอบได้รับความเสียหาย, และสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบุกเข้าไปในพื้นผิวเหล็ก. ในเวลาเดียวกัน, การมีอยู่ของความเครียดจะทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์. สารกัดกร่อนสะสมอยู่ภายในรอยแตกร้าว, เร่งการขยายตัวของรอยแตกร้าว, และนำไปสู่การแตกหักของส่วนประกอบในที่สุด.
อุบัติการณ์ของการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นค่อนข้างต่ำ, แต่ความเสียหายนั้นใหญ่หลวง. เมื่อมันเกิดขึ้นแล้ว, มันจะนำไปสู่ความล้มเหลวของส่วนประกอบของหอคอยโดยตรงและทำให้เกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยที่สำคัญ เช่น หอคอยถล่มและการหยุดชะงักของระบบส่งไฟฟ้า. ตามที่ “รายงานสถิติอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยของสายส่ง” เผยแพร่โดย State Grid ใน 2024, ใน 2023, มี 3 อุบัติเหตุหอคอยถล่มที่เกิดจากความเครียดการกัดกร่อนของส่วนประกอบหอคอยในประเทศจีน, ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในพื้นที่ที่มีมลพิษทางอุตสาหกรรมหนัก. สาเหตุหลักก็คือความเค้นตกค้างไม่ได้ถูกกำจัดในระหว่างกระบวนการผลิตส่วนประกอบ, และในเวลาเดียวกัน, มันถูกกัดกร่อนด้วยก๊าซเสียทางอุตสาหกรรมมาเป็นเวลานาน, นำไปสู่การแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเครียด.
ในระหว่างการสืบสวน, แม้ว่าฉันจะไม่ได้เห็นส่วนประกอบที่มีการกัดกร่อนจากความเครียดแตกร้าวด้วยตาของฉันเองก็ตาม, เจ้าหน้าที่ปฏิบัติการและบำรุงรักษาแสดงรูปถ่ายกรณีอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องให้เราดู—บนสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง, ชั้นสังกะสีลอกออกแล้ว, และมีรอยแตกร้าวชัดเจนตรงกลางสลักเกลียว, ซึ่งไหลผ่านหน้าตัดของสลักเกลียวทั้งหมด, นำไปสู่การแตกหักของสายฟ้าในที่สุด, ส่วนประกอบรั้งแนวทแยงของทาวเวอร์หลุดออก, และความโน้มเอียงของหอคอย.
เพื่อเปรียบเทียบลักษณะให้ชัดเจนยิ่งขึ้น, สาเหตุของการก่อตัวและอันตรายจากการกัดกร่อนประเภทต่างๆ, ฉันได้จัดตารางแล้ว 2 ด้านล่างรวมกับผลการสอบสวนและความรู้ทางวิชาชีพเพื่อใช้อ้างอิง.
|
ประเภทการกัดกร่อน
|
ลักษณะการกัดกร่อน
|
เหตุผลในการก่อตัว
|
สภาพแวดล้อมการบริการหลัก
|
ระดับอันตราย
|
ความยากลำบากในการรับรู้
|
|
การกัดกร่อนสม่ำเสมอ
|
ชั้นสังกะสีจะบางลงสม่ำเสมอ, เป็นผงและลอกออกทั้งชิ้น, และสนิมแดงสม่ำเสมอจะปรากฏขึ้นในระยะหลัง.
|
ผลกระทบที่ครอบคลุมของการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีและการกัดกร่อนของสารเคมี, สารกัดกร่อนทำหน้าที่สม่ำเสมอบนพื้นผิวส่วนประกอบ.
|
สภาพแวดล้อมที่มีบรรยากาศไม่รุนแรง เช่น พื้นที่ชนบทและชานเมือง.
|
★★☆☆☆
|
★☆☆☆☆ (ง่ายต่อการจดจำ)
|
|
การกัดกร่อนของรูพรุน
|
หลุมกัดกร่อนขนาดรูเข็มปรากฏบนชั้นสังกะสี, ซึ่งค่อย ๆ ลึกลงไปและเจาะรูจนเกิดเป็นบ่อสนิม.
|
ไอออนของฮาโลเจน เช่น Cl⁻ จะทะลุผ่านฟิล์มเฉื่อย, ก่อตัวเป็นเซลล์กัดกร่อนเฉพาะที่, และทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ.
|
พื้นที่ชายฝั่งทะเล, ดินเค็มด่าง, พื้นที่เกลือละลายของหิมะทางตอนเหนือ.
|
★★★★★
|
★★★☆☆ (จดจำได้ยากในระยะแรก)
|
|
การกัดกร่อนของรอยแยก
|
ชั้นสังกะสีลอกออกและมีสนิมสีแดงปรากฏขึ้นที่รอยแยกของส่วนประกอบ, ด้วยการเชื่อมต่อที่หลวมและติดขัด.
|
รอยแยกสะสมตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, ก่อตัวเป็นเซลล์ความเข้มข้นของออกซิเจน, และผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนไม่สามารถระบายออกได้.
|
สภาพแวดล้อมทั้งหมด, โดยเฉพาะพื้นที่ชื้นและมีฝุ่นมาก.
|
★★★☆☆
|
★★★★☆ (การปกปิดที่แข็งแกร่ง)
|
|
การกัดกร่อนจากความเครียด
|
มีรอยแตกเล็กๆ ปรากฏบนพื้นผิวส่วนประกอบ, ซึ่งค่อยๆขยายตัวจนเกิดการแตกหักในที่สุด.
|
การกระทำร่วมกันของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและความเค้นภายใน/ภายนอกของส่วนประกอบ.
|
มลพิษทางอุตสาหกรรมหนัก, ชายฝั่งและพื้นที่อื่นๆ ที่มีการกัดกร่อนอย่างรุนแรงและความเครียดจากส่วนประกอบขนาดใหญ่.
|
★★★★★
|
★★★★★ (ยากมากที่จะรับรู้)
|
ตาราง 2 การเปรียบเทียบประเภทการกัดกร่อนหลักของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งสัญญาณ
4. ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี
การกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งสัญญาณไม่ได้เป็นผลมาจากปัจจัยเดียว, แต่เป็นการรวมตัวกันของปัจจัยต่างๆ เช่น ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม, ปัจจัยของตัวเองเป็นองค์ประกอบ, ปัจจัยกระบวนการ, และปัจจัยการดำเนินงานและการบำรุงรักษา. ในระหว่างการสืบสวน, ฉันพบว่าส่วนประกอบสังกะสีที่มีอายุการใช้งานและข้อกำหนดจำเพาะเดียวกันมีระดับการกัดกร่อนที่แตกต่างกันมากภายใต้สภาพแวดล้อมที่ต่างกัน, กระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน ตลอดจนระดับการปฏิบัติงานและการบำรุงรักษาที่แตกต่างกัน บางส่วนยังคงสภาพสมบูรณ์หลังจากนั้น 15 ปีแห่งการบริการ, ในขณะที่คนอื่นมีความล้มเหลวในการกัดกร่อนอย่างรุนแรงหลังจากนั้น 5 ปีแห่งการบริการ.
บวกกับความรู้ทางวิชาชีพของผม, การสังเกตเชิงปฏิบัติและข้อมูลอุตสาหกรรมล่าสุดที่ได้รับการปรึกษา, ฉันสรุปปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีได้ดังต่อไปนี้ 4 หมวดหมู่. ปัจจัยแต่ละประเภทได้รับการวิเคราะห์อย่างละเอียด รวมกับกรณีการสอบสวนเฉพาะและข้อมูลเชิงลึกส่วนบุคคล, หวังเป็นฐานเป้าหมายในการกำหนดมาตรการคุ้มครองในภายหลัง.
4.1 ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม (ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลัก)
ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีมากที่สุด. เนื่องจากส่วนประกอบถูกสัมผัสกับกลางแจ้งเป็นเวลานานและได้รับผลกระทบโดยตรงจากสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในสิ่งแวดล้อม, ยิ่งมีการกัดกร่อนของสิ่งแวดล้อมมากเท่าไร, ยิ่งอัตราการกัดกร่อนของส่วนประกอบเร็วขึ้นเท่านั้น. ตามผลการสอบสวน, ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมส่วนใหญ่รวมถึงความชื้นในบรรยากาศ, สื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ, แสงสว่าง, เป็นต้น, ซึ่งความชื้นในบรรยากาศและสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมีผลกระทบที่สำคัญที่สุด.
4.1.1 ความชื้นในบรรยากาศ
ความชื้นในบรรยากาศเป็นสภาวะที่จำเป็นสำหรับการเกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า—เฉพาะเมื่อมีชั้นฟิล์มน้ำต่อเนื่องกัน (เช่น., สารละลายอิเล็กโทรไลต์) เกิดขึ้นบนพื้นผิวของส่วนประกอบที่สังกะสีสามารถเกิดวงจรเซลล์กัลวานิกและเกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าได้. ดังนั้น, ยิ่งความชื้นในบรรยากาศสูงขึ้น, ยิ่งฟิล์มน้ำอยู่บนพื้นผิวส่วนประกอบนานเท่าไร, และยิ่งมีอัตราการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าเร็วขึ้น.
ตามข้อมูลการกระจายความชื้นในบรรยากาศระดับชาติที่เผยแพร่โดยเครือข่ายข้อมูลอุตุนิยมวิทยาของจีน 2024, ความชื้นสัมพัทธ์เฉลี่ยต่อปีในจีนตอนใต้คือ 75%-85%, และทางตอนเหนือของจีนก็คือ 45%-65%. ดังนั้น, อัตราการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีในจีนตอนใต้อยู่ที่ 30%-50% เร็วกว่านั้นในภาคเหนือของจีน. ฉันยังพบปรากฏการณ์นี้ในระหว่างการสอบสวนด้วย: อัตราความสมบูรณ์ของชั้นสังกะสีของอาคารที่ให้บริการ 8 ปีในเขตภาคใต้เท่านั้น 60%, ในขณะที่หอคอยที่ให้บริการ 8 ปีในเขตภาคเหนือมีมากกว่า 80%, และระดับการกัดกร่อนก็เบากว่ามาก.
โดยเฉพาะในฤดูฝนบ๊วยทางภาคใต้, โดยมีฝนตกต่อเนื่องและมีความชื้นในอากาศใกล้เคียง 100%, ฟิล์มน้ำบนพื้นผิวของส่วนประกอบไม่สามารถแห้งได้เป็นเวลานาน, ฟิล์มพาสซีฟของชั้นสังกะสีเสียหาย, และอัตราการกัดกร่อนของสังกะสีจะถูกเร่งอย่างมาก. หลังฤดูฝนบ๊วย, ส่วนประกอบบางส่วนจะมีผงและการกัดกร่อนแบบรูพรุนอย่างเห็นได้ชัด. ซึ่งสอดคล้องกับกฎหมายการกัดกร่อนของท่อทางตอนใต้ของประเทศจีนในอุตสาหกรรมท่อส่งก๊าซโดยสิ้นเชิง—ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นทางตอนใต้โดยสิ้นเชิง, อัตราการกัดกร่อนของท่อจะสูงกว่าพื้นที่แห้งแล้งทางภาคเหนือมาก.
4.1.2 สารกัดกร่อน
ตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นปัจจัยสำคัญที่เร่งการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี. สารกัดกร่อนประเภทต่างๆ มีผลการกัดกร่อนต่อส่วนประกอบที่แตกต่างกัน, ซึ่งสื่อมลพิษทางอุตสาหกรรมและสื่อสเปรย์เกลือทางทะเลมีผลกระทบต่อการกัดกร่อนที่รุนแรงที่สุด.
สื่อมลพิษทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ประกอบด้วย SO₂, ไม่₂, เอชซีแอล, ฝุ่น, เป็นต้น, ซึ่งส่วนใหญ่มาจากสถานประกอบการอุตสาหกรรม เช่น โรงงานเคมี, โรงงานเหล็ก, และโรงไฟฟ้าพลังความร้อน. ตัวกลางเหล่านี้จะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับชั้นสังกะสี, ทำให้ฟิล์มพาสซีฟเสียหาย, และเร่งการกัดกร่อนของสังกะสี. ในเวลาเดียวกัน, สารเหล่านี้จะละลายในฟิล์มน้ำ, ซึ่งจะลดค่า pH ของฟิล์มน้ำ, สร้างสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นกรด, และเร่งการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี. During the investigation around a heavy industrial city, I saw that the galvanized layer of the transmission towers in this area had peeled off on a large scale after only 6 ปีแห่งการบริการ, และพื้นผิวของส่วนประกอบถูกเคลือบด้วยสนิมแดง. The operation and maintenance personnel told us that the concentration of SO₂ in the atmosphere in this area was as high as 0.15mg/m³, ซึ่งเป็น 3 times the national standard, and the corrosion rate of components was 2-3 times that in rural areas.
Marine salt spray media mainly include NaCl, MgCl₂, เป็นต้น, which are mainly from marine atmosphere, and their core corrosion component is Cl⁻. Cl⁻ has strong penetration ability, which can penetrate the passive film of the galvanized layer, trigger pitting corrosion and crevice corrosion, and accelerate component corrosion. According to the latest industry data, อัตราการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีในพื้นที่ชายฝั่งสามารถเข้าถึง8-12μmต่อปี, ซึ่งเป็น 3-4 times that in rural areas. หอคอยบางแห่งในพื้นที่ชายฝั่งทะเลจำเป็นต้องได้รับการกำจัดสนิมและชุบสังกะสีใหม่ทุกครั้ง 5 ปี, ด้วยค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษาที่สูงมาก.
นอกจากนี้, ดินในพื้นที่ดินเค็ม-ด่างมีสารเกลืออยู่มาก, ซึ่งจะขึ้นสู่ฐานหอคอยและสลักเกลียวผ่านการกระทำของเส้นเลือดฝอย, ทำให้เกิดการกัดกร่อน. ในพื้นที่หนาวเย็นทางตอนเหนือ, เกลือละลายหิมะใช้ในฤดูหนาว, และ Cl⁻ ในเกลือที่ละลายหิมะจะเกาะติดกับพื้นผิวส่วนประกอบ, ซึ่งจะเร่งการกัดกร่อนด้วย.
4.1.3 การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการส่องสว่าง
แม้ว่าผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการส่องสว่างต่อการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีนั้นไม่สำคัญเท่ากับความชื้นในบรรยากาศและตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, นอกจากนี้ยังช่วยเร่งการกัดกร่อนในระยะยาว. การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะทำให้เกิดการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อนของชั้นสังกะสี, ทำให้เกิดความเครียดจากความร้อน. ความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในระยะยาวจะทำให้เกิดรอยแตกและการหลุดลอกของชั้นสังกะสี, ซึ่งจะเห็นได้ชัดเจนกว่าในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันมากระหว่างกลางวันและกลางคืน (เช่น พื้นที่สูง).
การส่องสว่าง (โดยเฉพาะแสงอัลตราไวโอเลต) จะช่วยเร่งการแก่และเป็นผงของชั้นสังกะสี, ทำลายโครงสร้างของชั้นสังกะสี, ลดความแน่นของชั้นสังกะสี, ทำให้สื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบุกรุกได้ง่ายขึ้น, แล้วเร่งการกัดกร่อน. ระหว่างการสอบสวนในพื้นที่ที่สูง, ฉันเห็นว่าชั้นสังกะสีของส่วนประกอบด้านบนของหอคอย (ซึ่งต้องสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตที่แรงเป็นเวลานาน) มีผงแป้งมากกว่าส่วนประกอบด้านล่างอย่างเห็นได้ชัด. ชั้นสังกะสีของส่วนประกอบด้านบนบางส่วนจะลอกออกเมื่อสัมผัสด้วยมือ.
4.2 ปัจจัยของตัวเองส่วนประกอบ
ปัจจัยของตัวเองส่วนประกอบส่วนใหญ่รวมถึงวัสดุ, รูปร่างหน้าตัด, สภาพพื้นผิวของส่วนประกอบ, ฯลฯ. ปัจจัยเหล่านี้จะส่งผลต่อคุณภาพของชั้นสังกะสีและการยึดเกาะของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, แล้วส่งผลต่ออัตราการกัดกร่อน.
ในส่วนของวัสดุส่วนประกอบ, วัสดุหลักของส่วนประกอบทาวเวอร์คือเหล็ก Q235 และเหล็ก Q355. ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็ก Q235 นั้นแย่กว่าเหล็ก Q355 เล็กน้อย. ดังนั้น, อัตราการกัดกร่อนของส่วนประกอบที่ทำจากเหล็ก Q235 จะเร็วกว่าส่วนประกอบที่ทำจากเหล็ก Q355 เล็กน้อย. ในระหว่างการสืบสวน, ฉันพบว่าอัตราการสูญเสียหน้าตัดของเหล็กฉากที่ทำจากเหล็ก Q235 ที่ผลิตโดยผู้ผลิตคือ 10% หลังจาก 8 ปีแห่งการบริการ, ในขณะที่เหล็กฉากที่ทำจากเหล็ก Q355 มีเพียงเท่านั้น 6% หลังจาก 8 ปีแห่งการบริการ.
ในส่วนของรูปทรงหน้าตัด, รูปร่างหน้าตัดของส่วนประกอบก็จะยิ่งซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้น, ยิ่งสะสมน้ำฝนได้ง่ายขึ้น, ฝุ่นและสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, แบบฟอร์มรอยแยก, และทำให้เกิดการกัดกร่อนของรอยแยก. ตัวอย่างเช่น, มุมเหล็กฉากและเหล็กรางน้ำ, และข้อต่อตักของแผ่นเชื่อมต่อล้วนเป็นบริเวณที่เกิดการกัดกร่อนของรอยแยกสูง. ส่วนประกอบที่มีหน้าตัดเป็นวงกลม (เช่นท่อเหล็กของเสาท่อเหล็ก) น้ำฝนและฝุ่นหลุดออกได้ง่าย, ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะสะสม, และอัตราการกัดกร่อนค่อนข้างช้า.
ในแง่ของสภาพพื้นผิว, ความหยาบและความสะอาดของพื้นผิวส่วนประกอบจะส่งผลต่อความสม่ำเสมอและการยึดเกาะของชั้นสังกะสี. ส่วนประกอบที่มีพื้นผิวขรุขระมากเกินไป, เสี้ยน, ระดับออกไซด์และข้อบกพร่องอื่น ๆ มีความหนาของชั้นสังกะสีไม่เท่ากัน, ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดจุดอ่อนและกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการกัดกร่อน. ส่วนประกอบที่มีความสะอาดพื้นผิวไม่ดีและมีคราบน้ำมัน, ฝุ่นและสิ่งสกปรกอื่น ๆ จะนำไปสู่การรวมกันที่ไม่ดีระหว่างชั้นสังกะสีและพื้นผิว, ลอกง่าย, และเร่งการกัดกร่อน.
4.3 ปัจจัยกระบวนการ
ปัจจัยกระบวนการส่วนใหญ่รวมถึงกระบวนการชุบสังกะสี, กระบวนการผลิต, กระบวนการประกอบ, ฯลฯ. ปัจจัยเหล่านี้จะกำหนดคุณภาพของชั้นสังกะสีโดยตรง, แล้วส่งผลต่อประสิทธิภาพการกัดกร่อนของส่วนประกอบต่างๆ. นี่เป็นปัจจัยที่ฉันรู้สึกลึกซึ้งที่สุดระหว่างการสืบสวน—ภายใต้สภาพแวดล้อมเดียวกัน, ระดับการกัดกร่อนของส่วนประกอบที่มีกระบวนการผลิตต่างกันจะแตกต่างกันมาก.
ในส่วนของกระบวนการชุบสังกะสี, ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้, the anti-corrosion effect of hot-dip galvanizing is better than that of electro-galvanizing, and the anti-corrosion effect of sandblasting derusting pretreatment is better than that of pickling treatment. The rationality of zinc solution temperature and immersion time also affects the thickness and adhesion of the galvanized layer. ในระหว่างการสืบสวน, I found that the corrosion rate of components treated by hot-dip galvanizing + sandblasting derusting is more than 60% slower than that of components treated by electro-galvanizing + ดอง.
In terms of manufacturing process, the residual stress generated during component manufacturing will increase the risk of stress corrosion cracking. Poor welding quality of components will lead to easy peeling of the galvanized layer at the welding joints, triggering corrosion at the welding joints. ระหว่างการสอบสวนในโรงงานผลิตทาวเวอร์แห่งหนึ่ง, ฉันเห็นว่าชั้นสังกะสีที่รอยเชื่อมของชิ้นส่วนที่เชื่อมบางส่วนหลุดลอกออก. เจ้าหน้าที่โรงงานอธิบายว่าเป็นเพราะอุณหภูมิที่รอยเชื่อมสูงเกินไประหว่างการเชื่อม, นำไปสู่ความเหนื่อยหน่ายของชั้นสังกะสี, และการชุบกัลวาไนซ์ในภายหลังก็ไม่ละเอียดถี่ถ้วน, นำไปสู่การกัดกร่อน.
4.4 ปัจจัยการดำเนินงานและการบำรุงรักษา
ปัจจัยการทำงานและการบำรุงรักษาเป็นปัจจัยสำคัญในการชะลอการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี และรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยของเสาส่งสัญญาณ. แม้ว่าส่วนประกอบจะผลิตด้วยคุณภาพสูงก็ตาม, หากไม่มีการดำเนินการและบำรุงรักษา, อัตราการกัดกร่อนจะถูกเร่ง, และอายุการใช้งานของส่วนประกอบต่างๆ จะสั้นลงอย่างมาก. ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดการดำเนินงานและการบำรุงรักษาของอุตสาหกรรมไปป์ไลน์——”การบำรุงรักษาที่แม่นยำสามารถยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้ 30% หรือมากกว่า”.
ปัจจัยการดำเนินงานและการบำรุงรักษาหลัก ได้แก่ ความสมบูรณ์แบบของระบบการตรวจสอบ, ความทันเวลาของการบำรุงรักษา, และความเป็นมืออาชีพของบุคลากรซ่อมบำรุง. ระบบตรวจสอบเสียงสามารถมั่นใจได้ว่าจะพบอันตรายที่ซ่อนอยู่จากการกัดกร่อนได้ตั้งแต่ระยะแรกและจะได้รับการจัดการอย่างทันท่วงที, หลีกเลี่ยงการพัฒนาของการกัดกร่อนต่อไป. การบำรุงรักษาทันเวลา, เช่นการทำลายล้าง, การเคลือบแบบสัมผัสและการทำความสะอาด, สามารถป้องกันการบุกรุกของสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและชะลอกระบวนการกัดกร่อน. ความเป็นมืออาชีพของบุคลากรซ่อมบำรุงจะเป็นตัวกำหนดว่าวิธีการบำรุงรักษา, วัสดุและกระบวนการมีความเหมาะสม, which directly affects the maintenance effect.
ในระหว่างการสืบสวน, I found that there was a significant difference in the corrosion degree of towers under the management of different operation and maintenance stations. An operation and maintenance station in North China has established a “digital inspection” system. Inspectors use mobile terminals to record the corrosion status of each tower every month, including the corrosion location, corrosion type and corrosion degree, and upload the data to the background management system. Once corrosion hidden dangers are found, the system will automatically issue a maintenance task, and maintenance personnel will be arranged to deal with it within 7 วันทำงาน. The corrosion degree of towers under its management is generally light, and the average service life of components is extended by about 5 ปีเมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยอุตสาหกรรม.
ในทางตรงกันข้าม, สถานีปฏิบัติการและบำรุงรักษาในพื้นที่ภูเขาห่างไกลมีกำลังคนไม่เพียงพอและมีแนวคิดในการบำรุงรักษาแบบย้อนกลับ. รอบการตรวจสอบอาคารมีปีละครั้ง, และการตรวจสอบส่วนใหญ่เป็นการตรวจสอบด้วยสายตาด้วยตนเอง, ซึ่งยากต่อการค้นหาอันตรายจากการกัดกร่อนที่ซ่อนอยู่ เช่น การกัดกร่อนแบบรูพรุน และการกัดกร่อนตามรอยแยก. การบำรุงรักษามักล่าช้าจนกว่าส่วนประกอบจะเกิดความเสียหายจากการกัดกร่อนอย่างเห็นได้ชัด (เช่นการหลุดลอกของชั้นสังกะสีเป็นบริเวณกว้าง และสนิมแดงบนพื้นผิว), ซึ่งไม่เพียงเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา แต่ยังนำมาซึ่งอันตรายด้านความปลอดภัยอีกด้วย. ในระหว่างการสืบสวน, เราพบสิ่งนั้น 30% ของหอคอยในบริเวณนี้มีส่วนประกอบที่มีการสูญเสียหน้าตัดเกิน 10%, ซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนอย่างเร่งด่วน.
นอกจากนี้, การเลือกวัสดุบำรุงรักษายังส่งผลต่อผลการบำรุงรักษาด้วย. หน่วยปฏิบัติการและบำรุงรักษาบางแห่งเลือกสีป้องกันการกัดกร่อนราคาประหยัดซึ่งไม่ตรงกับชั้นสังกะสีสำหรับการเคลือบแบบเติมสี. การยึดเกาะระหว่างสีประเภทนี้กับชั้นสังกะสีไม่ดี, และลอกออกได้ง่ายหลังจากสัมผัสกับสภาพแวดล้อมกลางแจ้งในช่วงเวลาสั้น ๆ, ซึ่งไม่สามารถทำหน้าที่ป้องกันได้และยังเร่งการกัดกร่อนเนื่องจากการสะสมของน้ำและฝุ่นระหว่างชั้นสีและชั้นสังกะสี.
5. มาตรการป้องกันการกัดกร่อนและการวิเคราะห์กรณีทางวิศวกรรม
จากการวิเคราะห์กลไกการกัดกร่อนอย่างเป็นระบบ, ประเภทการกัดกร่อนหลักและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อส่วนประกอบสังกะสี, รวมกับแนวปฏิบัติในการสืบสวนของผู้เขียน, ความรู้ทางวิชาชีพและประสบการณ์ในอุตสาหกรรม, บทนี้นำเสนอมาตรการป้องกันการกัดกร่อนแบบกำหนดเป้าหมายจากสองขั้นตอนหลัก: ขั้นตอนการผลิต (การป้องกันแหล่งที่มา) และขั้นตอนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา (การควบคุมกระบวนการ). หลักการของ “การป้องกันก่อน, ผสมผสานการป้องกันและควบคุม, และการจำแนกประเภทของความคุ้มครอง” ปฏิบัติตาม, และเศรษฐกิจ, การปฏิบัติจริงและประสิทธิผลในระยะยาวของมาตรการป้องกันได้รับการพิจารณาอย่างเต็มที่. ในเวลาเดียวกัน, รวมกับกรณีทางวิศวกรรมเฉพาะ, ผลการประยุกต์ใช้มาตรการเหล่านี้ได้รับการตรวจสอบและวิเคราะห์, เพื่อให้มีการอ้างอิงเชิงปฏิบัติสำหรับการปฏิบัติงานทางวิศวกรรมในการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งสัญญาณ.
5.1 มาตรการป้องกันในขั้นตอนการผลิต (การป้องกันแหล่งที่มา)
ขั้นตอนการผลิตเป็นแหล่งที่มาของการควบคุมการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี. คุณภาพของส่วนประกอบที่ผลิตในขั้นตอนนี้จะกำหนดความต้านทานการกัดกร่อนเบื้องต้นโดยตรง. ดังนั้น, การเสริมสร้างการควบคุมคุณภาพของขั้นตอนการผลิตและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีโดยพื้นฐานและลดอันตรายที่ซ่อนอยู่ในกระบวนการบริการในภายหลัง. บวกกับการสำรวจโรงงานผลิตทาวเวอร์และความรู้ทางวิชาชีพในอุตสาหกรรมท่อส่งน้ำมัน, โดยมีมาตรการคุ้มครองเฉพาะดังนี้:
5.1.1 เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการชุบสังกะสีและปรับปรุงคุณภาพของชั้นสังกะสี
กระบวนการชุบสังกะสีคือจุดเชื่อมต่อหลักที่ส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี. กุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการชุบสังกะสีคือการควบคุมกระบวนการปรับสภาพและพารามิเตอร์การชุบสังกะสีอย่างเคร่งครัด, เพื่อให้แน่ใจว่าชั้นสังกะสีมีความหนาเพียงพอ, การกระจายตัวสม่ำเสมอและการยึดเกาะที่แข็งแรง. โดยเฉพาะ, สามารถใช้มาตรการต่อไปนี้ได้:
ก่อน, นำเทคโนโลยีการปรับสภาพขั้นสูงมาใช้. สำหรับส่วนประกอบที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น พื้นที่ชายฝั่ง, พื้นที่อุตสาหกรรมหนักและพื้นที่ที่มีความชื้นสูง, ควรใช้การกำจัดสนิมด้วยการพ่นทรายเป็นวิธีการหลักในการปรับสภาพก่อน, และการดอง + ฟอสเฟต + การล้างน้ำสามารถใช้เป็นการบำบัดเสริมได้. การขจัดสนิมด้วยการพ่นทรายสามารถกำจัดตะกรันออกไซด์ได้อย่างทั่วถึง, สนิม, คราบน้ำมันและเสี้ยนบนพื้นผิวของส่วนประกอบ, ทำให้พื้นผิวของส่วนประกอบมีความหยาบระดับหนึ่ง (ปกติ40-80μm), ซึ่งเอื้อต่อการรวมกันของชั้นสังกะสีและพื้นผิวเหล็ก. เมื่อเทียบกับการขจัดสนิมแบบดั้งเดิม, การเป่าด้วยทรายสามารถหลีกเลี่ยงได้ “ดองมากเกินไป” ปรากฏการณ์ของส่วนประกอบ, ลดข้อบกพร่องที่พื้นผิวของส่วนประกอบ, และปรับปรุงความสม่ำเสมอและการยึดเกาะของชั้นสังกะสี. ตามผลการทดสอบเปรียบเทียบของการทดลองรายวิชาของผู้เขียน, การยึดเกาะของชั้นสังกะสีหลังจากการพ่นทรายกำจัดสนิมคือ 20%-30% สูงกว่านั้นหลังจากทำการดองแล้ว, และความต้านทานสเปรย์เกลือก็เพิ่มขึ้นมากกว่า 50%.
ที่สอง, ควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการชุบสังกะสีอย่างเคร่งครัด. ควรควบคุมอุณหภูมิของสารละลายสังกะสีอย่างเข้มงวดที่ 440-460°C. หากอุณหภูมิสูงเกินไป, ความเร็วปฏิกิริยาระหว่างสังกะสีกับเหล็กจะเร็วเกินไป, ซึ่งจะทำให้ชั้นสังกะสีมีความหนาไม่เท่ากัน, การยึดเกาะไม่ดีและลอกง่าย; ถ้าอุณหภูมิต่ำเกินไป, สารละลายสังกะสีจะมีความหนืดสูง, ซึ่งยากต่อการสร้างชั้นสังกะสีที่สม่ำเสมอ, และความหนาของชั้นสังกะสีจะไม่เป็นไปตามข้อกำหนด. ควรปรับเวลาในการแช่ตามความหนาของส่วนประกอบ: สำหรับส่วนประกอบที่มีผนังบาง (ความหนาน้อยกว่า 10 มม), เวลาในการแช่คือ 2-4 นาที; สำหรับส่วนประกอบที่มีผนังหนา (ความหนามากกว่า 10 มม), เวลาในการแช่คือ 4-6 นาที, เพื่อให้แน่ใจว่าความหนาของชั้นสังกะสีตรงตามข้อกำหนดของ GB/T 2694—2023 (ส่วนประกอบรับน้ำหนักไม่น้อยกว่า 86μm, ส่วนประกอบที่ไม่รับน้ำหนักไม่น้อยกว่า 65μm).
ที่สาม, เพิ่มการบำบัดทู่หลังการชุบสังกะสี. หลังจากการชุบสังกะสี, ส่วนประกอบสามารถบำบัดด้วยการทู่ของโครเมตหรือทู่โครเมียมไตรวาเลนท์เพื่อสร้างฟิล์มทู่หนาแน่นบนพื้นผิวของชั้นสังกะสี. ฟิล์มทู่สามารถแยกชั้นสังกะสีออกจากสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ, ป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนของสังกะสี, และปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบให้ดียิ่งขึ้น. ในเวลาเดียวกัน, ฟิล์มทู่ยังสามารถปรับปรุงลักษณะของชั้นสังกะสีและลดการสึกหรอของชั้นสังกะสีในระหว่างการขนส่งและการประกอบ. ควรสังเกตว่าทู่โครเมตมีมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม, ทู่โครเมียมไตรวาเลนท์ดังนั้น (ทู่การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม) ขอแนะนำในการใช้งานจริง.
5.1.2 ปรับปรุงกระบวนการผลิตและลดอันตรายที่ซ่อนอยู่
ข้อบกพร่องในกระบวนการผลิตส่วนประกอบจะส่งผลให้คุณภาพของชั้นสังกะสีลดลงและเพิ่มอันตรายที่ซ่อนอยู่ในการกัดกร่อน. ดังนั้น, การปรับปรุงกระบวนการผลิตและการขจัดข้อบกพร่องในกระบวนการผลิตเป็นมาตรการสำคัญในการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของชิ้นส่วนสังกะสี. มาตรการเฉพาะได้แก่:
ก่อน, ขจัดความเค้นตกค้างของส่วนประกอบ. ความเค้นตกค้างจำนวนมากจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างการตัด, การดัด, การเชื่อมและกระบวนการอื่น ๆ ของส่วนประกอบ. การมีอยู่ของความเค้นตกค้างจะไม่เพียงแต่ลดคุณสมบัติทางกลของส่วนประกอบเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความเสี่ยงของการแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้น. ดังนั้น, หลังจากการผลิตส่วนประกอบ, การรักษาความร้อน (เช่นการอบอ่อน) หรือควรใช้การบำบัดริ้วรอยด้วยการสั่นสะเทือนเพื่อขจัดความเค้นตกค้างภายในส่วนประกอบ. อุณหภูมิการหลอมจะถูกควบคุมที่ 600-700 ℃, และเวลาเก็บรักษาความร้อนคือ 2-3 ชม, ซึ่งสามารถกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า 80% ของความเครียดที่ตกค้าง. ระหว่างการสอบสวนในโรงงานผลิตหอคอยขนาดใหญ่, เราพบว่าส่วนประกอบหลังการบำบัดด้วยการสั่นสะเทือนมีอัตราอุบัติการณ์การแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเครียด 90% ต่ำกว่าส่วนประกอบที่ไม่มีการบำบัดเพื่อขจัดความเครียด.
ที่สอง, ปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมของส่วนประกอบ. ข้อบกพร่องในการเชื่อม (เช่น รอยร้าวจากการเชื่อม, รูขุมขน, การเจาะที่ไม่สมบูรณ์) จะนำไปสู่การรวมกันที่ไม่ดีระหว่างชั้นสังกะสีและพื้นผิวที่รอยเชื่อม, และรอยเชื่อมมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อน. ดังนั้น, กระบวนการเชื่อมควรได้รับการปรับให้เหมาะสม: ใช้ลวดเชื่อมไฮโดรเจนต่ำหรือเทคโนโลยีการเชื่อมแบบป้องกันแก๊สเพื่อลดข้อบกพร่องในการเชื่อม; ควบคุมอุณหภูมิการเชื่อมและความเร็วในการเชื่อมเพื่อหลีกเลี่ยงการเหนื่อยหน่ายของชั้นสังกะสีที่ข้อต่อการเชื่อม; สำหรับส่วนประกอบที่ต้องเชื่อมหลังการชุบสังกะสี, ตัวแทนซ่อมแซมป้องกันการกัดกร่อนพิเศษ (เช่นสีที่อุดมด้วยสังกะสี) ควรใช้สำหรับการทัชอัพหลังการเชื่อมเพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของชั้นป้องกันการกัดกร่อนที่ข้อต่อการเชื่อม.
ที่สาม, ปรับการออกแบบโครงสร้างของส่วนประกอบให้เหมาะสมที่สุด. การออกแบบโครงสร้างของส่วนประกอบควรหลีกเลี่ยงการก่อตัวของมุมและรอยแยกที่ตายตัวให้มากที่สุด, เพื่อป้องกันการสะสมของน้ำฝน, ฝุ่นและสารกัดกร่อนและลดการเกิดการกัดกร่อนของรอยแยก. ตัวอย่างเช่น, ข้อต่อตักของแผ่นต่อควรออกแบบให้มีรูระบายน้ำเพื่อความสะดวกในการระบายน้ำฝน; มุมเหล็กฉากและเหล็กรางควรโค้งมนเพื่อลดการสะสมของฝุ่นและสารกัดกร่อน; พื้นผิวของส่วนประกอบควรเรียบเท่าที่เป็นไปได้เพื่อลดการยึดเกาะของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน. สำหรับส่วนประกอบที่ใช้ในพื้นที่ชายฝั่งทะเลและพื้นที่อุตสาหกรรมหนัก, การออกแบบโครงสร้างควรมีความโน้มเอียงในการป้องกันการกัดกร่อนมากขึ้น, และควรลดจำนวนรอยแยกให้มากที่สุด.
5.1.3 เลือกวัสดุประสิทธิภาพสูงและปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบ
การเลือกวัสดุส่วนประกอบส่งผลโดยตรงต่อความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี. สำหรับเสาส่งสัญญาณที่ใช้ในสภาพแวดล้อมการบริการที่แตกต่างกัน, ควรเลือกวัสดุประสิทธิภาพสูงที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนโดยรวมของส่วนประกอบ, ลดอัตราการกัดกร่อน, และยืดอายุการใช้งาน. คำแนะนำเฉพาะมีดังนี้:
ก่อน, เลือกเหล็กที่ทนต่อสภาพอากาศสำหรับส่วนประกอบในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อย. เหล็กทนต่อสภาพอากาศ (เช่น Q235NH, Q355NH) มีธาตุผสมเช่น Cu, P, Cr, ใน, ซึ่งสามารถสร้างฟิล์มป้องกันที่มีความหนาแน่นและมั่นคงบนพื้นผิวในสภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศ. ฟิล์มป้องกันสามารถแยกพื้นผิวเหล็กออกจากสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ, มีบทบาทป้องกันการกัดกร่อนได้ดี. อัตราการกัดกร่อนของเหล็กทนสภาพอากาศคือ 1/5-1/10 ของเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา. แม้ว่าต้นทุนเริ่มต้นของเหล็กทนสภาพอากาศจะอยู่ที่ 15%-20% สูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา, ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและบำรุงรักษาในระยะยาวลดลงอย่างมาก, ซึ่งเหมาะสำหรับอาคารในพื้นที่ชนบท, ชานเมืองและสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อยอื่นๆ.
ที่สอง, เลือกเหล็กโลหะผสมสังกะสี-อลูมิเนียมสำหรับส่วนประกอบในสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนที่รุนแรง. สำหรับอาคารในพื้นที่ชายฝั่งทะเล, พื้นที่อุตสาหกรรมหนักและพื้นที่ดินเค็มด่าง, สามารถใช้เหล็กโลหะผสมสังกะสี - อลูมิเนียมได้. ชั้นโลหะผสมสังกะสีอลูมิเนียมประกอบด้วย 55% อลูมิเนียม, 43.5% สังกะสีและ 1.5% ซิลิคอน. ความต้านทานการกัดกร่อนของชั้นโลหะผสมคือ 2-3 เท่าของชั้นสังกะสีบริสุทธิ์. อลูมิเนียมในชั้นโลหะผสมสามารถสร้างฟิล์มป้องกัน Al₂O₃ ที่หนาแน่นบนพื้นผิวได้, ซึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของ Cl⁻ และ SO₂ ได้ดี. ในเวลาเดียวกัน, ชั้นโลหะผสมมีการยึดเกาะที่ดีและทนต่อการสึกหรอ, ซึ่งสามารถป้องกันการกัดกร่อนของรูพรุนและการกัดกร่อนของรอยแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพ. ตามข้อมูลการทดสอบอุตสาหกรรม, อายุการใช้งานของส่วนประกอบโลหะผสมสังกะสีอลูมิเนียมในพื้นที่ชายฝั่งสามารถเข้าถึงได้ 40-50 ปี, ซึ่งเป็นสองเท่าของส่วนประกอบชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนบริสุทธิ์.
ที่สาม, เลือกสลักเกลียวทนการกัดกร่อนที่มีความแข็งแรงสูงสำหรับเชื่อมต่อส่วนประกอบ. สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงเป็นส่วนประกอบสำคัญในการเชื่อมต่อของเสาส่งสัญญาณ, และความล้มเหลวในการกัดกร่อนจะส่งผลโดยตรงต่อความเสถียรของโครงสร้างของหอคอย. สำหรับ โบลท์ ที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง, สลักเกลียวทนการกัดกร่อนที่มีความแข็งแรงสูง (เช่น โบลท์โลหะผสมสังกะสี-อลูมิเนียม 10.9S, สลักเกลียวสแตนเลส) สามารถเลือกได้. โบลท์เหล่านี้ไม่เพียงแต่มีความแข็งแรงเชิงกลสูงเท่านั้น แต่ยังมีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีอีกด้วย, ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการติดขัดและการแตกหักของการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ. นอกจากนี้, เกลียวของสลักเกลียวสามารถเคลือบด้วยจาระบีป้องกันการกัดกร่อนเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนให้ดียิ่งขึ้น.
5.2 มาตรการป้องกันในขั้นตอนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา (การควบคุมกระบวนการ)
ขั้นตอนการทำงานและการบำรุงรักษาเป็นกุญแจสำคัญในการชะลอการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี และรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยของเสาส่งสัญญาณ. แม้ว่าส่วนประกอบจะผลิตด้วยคุณภาพสูงก็ตาม, การดำเนินการและการบำรุงรักษาที่ได้มาตรฐานและเป็นวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนเต็มรูปแบบและยืดอายุการใช้งาน. รวมกับการตรวจสอบสถานีปฏิบัติการและบำรุงรักษาและประสบการณ์การดำเนินงานและบำรุงรักษาของอุตสาหกรรมท่อส่งก๊าซ, โดยมีมาตรการป้องกันเฉพาะในขั้นตอนการทำงานและบำรุงรักษาดังนี้:
5.2.1 ปรับปรุงระบบการตรวจสอบรายวันและค้นพบอันตรายที่ซ่อนอยู่อย่างทันท่วงที
การสร้างระบบการตรวจสอบรายวันทางวิทยาศาสตร์และสมบูรณ์แบบคือพื้นฐานของการค้นหาอันตรายที่ซ่อนอยู่จากการกัดกร่อนอย่างทันท่วงที และดำเนินการบำรุงรักษาตามเป้าหมาย. ตามความรุนแรงของสภาพแวดล้อมการให้บริการของหอคอย, ควรสร้างระบบการตรวจสอบแบบลำดับชั้นเพื่อให้ตระหนัก “การตรวจสอบจำแนก, การเตือนล่วงหน้าอย่างแม่นยำ”.
ก่อน, กำหนดวงจรการตรวจสอบแบบลำดับชั้น. สำหรับอาคารในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนอย่างรุนแรง (พื้นที่ชายฝั่งทะเล, พื้นที่อุตสาหกรรมหนัก, พื้นที่ที่มีความชื้นสูง, พื้นที่ดินเค็มและด่าง), ควรลดรอบการตรวจสอบลงเหลือไตรมาสละครั้ง; สำหรับอาคารในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อย (พื้นที่ชนบท, ชานเมือง), รอบการตรวจสอบสามารถทำได้ปีละครั้ง; สำหรับหอคอยสำคัญ (เช่นหอคอยใกล้สถานที่สำคัญ, หอคอยขนาดใหญ่), ควรลดรอบการตรวจสอบลงเหลือเดือนละครั้ง. นอกจากนี้, หลังจากสภาพอากาศเลวร้าย (เช่น ฝนตกหนัก, ลมแรง, หิมะตกหนัก), ควรทำการตรวจสอบเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบว่าชั้นสังกะสีของส่วนประกอบเสียหายหรือไม่และมีการกัดกร่อนหรือไม่.
ที่สอง, นำการผสมผสานระหว่างการตรวจสอบด้วยตนเองและเทคโนโลยีการตรวจจับที่ทันสมัย. การตรวจสอบด้วยตนเองส่วนใหญ่จะใช้เพื่อตรวจสอบปรากฏการณ์การกัดกร่อนที่ชัดเจนของส่วนประกอบต่างๆ, เช่นการลอกชั้นสังกะสีเป็นบริเวณกว้าง, สนิมแดงบนพื้นผิว, การเชื่อมต่อส่วนประกอบที่หลวม, ฯลฯ. สำหรับอันตรายจากการกัดกร่อนที่ซ่อนอยู่ เช่น การกัดกร่อนแบบรูพรุน, การกัดกร่อนของรอยแยกและการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้น, เทคโนโลยีการตรวจจับที่ทันสมัย เช่น การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง, ควรมีการแนะนำการถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดและการตรวจสอบเซ็นเซอร์การกัดกร่อน. การทดสอบด้วยคลื่นเสียงสามารถตรวจจับการสูญเสียหน้าตัดของส่วนประกอบที่เกิดจากการกัดกร่อนได้; การถ่ายภาพความร้อนด้วยอินฟราเรดสามารถตรวจจับการกัดกร่อนของส่วนประกอบเฉพาะที่โดยการตรวจจับความแตกต่างของอุณหภูมิบนพื้นผิวส่วนประกอบ; เซ็นเซอร์การกัดกร่อนสามารถตรวจสอบอัตราการกัดกร่อนของส่วนประกอบแบบเรียลไทม์และแจ้งเตือนล่วงหน้าถึงการกัดกร่อน.
ที่สาม, สร้างแพลตฟอร์มการตรวจสอบและการจัดการแบบดิจิทัล. บันทึกข้อมูลการตรวจสอบ (ตำแหน่งการกัดกร่อน, ประเภทการกัดกร่อน, ระดับการกัดกร่อน, คำแนะนำในการบำรุงรักษา, เป็นต้น) เข้าสู่แพลตฟอร์มดิจิทัล, สร้าง “หนึ่งทาวเวอร์หนึ่งไฟล์” ระบบการจัดการ. แพลตฟอร์มสามารถวิเคราะห์และตัดสินข้อมูลการกัดกร่อนได้, ทำนายแนวโน้มการพัฒนาการกัดกร่อนของส่วนประกอบ, และออกงานบำรุงรักษาโดยอัตโนมัติ, เพื่อให้ตระหนักถึงข้อมูลและความฉลาดของการดำเนินงานและการบำรุงรักษา.
5.2.2 การกำจัดสนิมทันเวลา, การเคลือบแบบสัมผัสและชะลอการกัดกร่อน
เมื่อพบการกัดกร่อนระหว่างการตรวจสอบ, it should be dealt with in a timely manner according to the corrosion degree to avoid the further development of corrosion. หลักการของ “graded treatment, appropriate measures” should be adhered to, and different maintenance methods should be adopted according to the corrosion degree:
ก่อน, treatment of slight corrosion. For components with slight corrosion (the galvanized layer is slightly powdered, no substrate exposure, corrosion area less than 5%), manual grinding or sandblasting can be used to remove the rust and powdered galvanized layer on the surface, and then the anti-corrosion paint matching the galvanized layer (เช่นสีที่อุดมด้วยสังกะสี, fluorocarbon paint) can be applied for touch-up coating. The thickness of the touch-up paint layer should be consistent with the galvanized layer, generally 80-100μm. เมื่อทำการทาสี, พื้นผิวของส่วนประกอบควรรักษาความสะอาดและแห้งเพื่อให้แน่ใจว่าชั้นสีจะยึดเกาะได้.
ที่สอง, การบำบัดการกัดกร่อนในระดับปานกลาง. สำหรับส่วนประกอบที่มีการกัดกร่อนปานกลาง (ชั้นสังกะสีถูกลอกออกบางส่วน, พื้นผิวถูกเปิดออกบางส่วน, พื้นที่การกัดกร่อนคือ 5%-20%, การสูญเสียหน้าตัดน้อยกว่า 10%), ควรใช้การพ่นทรายเพื่อกำจัดสนิมและชั้นสังกะสีที่ตกค้างบนพื้นผิวอย่างทั่วถึง, จากนั้นควรทำการชุบสังกะสีซ้ำหรือเคลือบป้องกันการกัดกร่อนอย่างหนัก. การชุบสังกะสีซ้ำสามารถคืนประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบให้กลับสู่ระดับเดิมได้, แต่ต้นทุนค่อนข้างสูง; เคลือบป้องกันการกัดกร่อนอย่างหนัก (เช่นการเคลือบ PE สามชั้น) มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี, ต้นทุนต่ำ, and is suitable for components that are difficult to disassemble and re-galvanize.
ที่สาม, treatment of severe corrosion. For components with severe corrosion (the galvanized layer is completely peeled off, the substrate is completely exposed, corrosion area more than 20%, cross-sectional loss more than 10%), they should be replaced in time to avoid safety accidents. When replacing components, new components that meet the corrosion protection requirements should be selected, and the installation process should be standardized to avoid damage to the galvanized layer during installation.
นอกจากนี้, for towers in harsh corrosion environments, periodic anti-corrosion maintenance can be carried out. A layer of anti-corrosion coating can be applied on the surface of the galvanized layer every 5-8 years to form a “galvanized layer + anti-corrosion coating” ระบบป้องกันสองชั้น, ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
5.2.3 เสริมสร้างการทำความสะอาดและบำรุงรักษาและลดการยึดเกาะที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
การทำความสะอาดพื้นผิวของส่วนประกอบหอส่งสัญญาณเป็นประจำเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการลดการยึดเกาะของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและชะลอการกัดกร่อน. ตามสภาพแวดล้อมการบริการของหอคอย, ควรใช้มาตรการทำความสะอาดและบำรุงรักษาตามเป้าหมาย:
ก่อน, การทำความสะอาดส่วนประกอบในพื้นที่อุตสาหกรรม. สำหรับอาคารใกล้เขตอุตสาหกรรม, พื้นผิวของส่วนประกอบสามารถเกาะติดฝุ่นได้ง่าย, อนุภาคก๊าซเสียทางอุตสาหกรรมและคราบสะสมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอื่น ๆ. ปืนฉีดน้ำแรงดันสูง (ควบคุมแรงดันน้ำที่ 10-15MPa) สามารถใช้ทำความสะอาดส่วนประกอบได้อย่างสม่ำเสมอ (ทุกครั้ง 6 เดือน). น้ำที่ใช้ทำความสะอาดควรเป็นน้ำประปาที่สะอาด, และสามารถเพิ่มผงซักฟอกได้อย่างเหมาะสมสำหรับคราบสกปรกที่ยากต่อการทำความสะอาด. หลังจากทำความสะอาดแล้ว, พื้นผิวของส่วนประกอบควรแห้งทันเวลาเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของฟิล์มน้ำ.
ที่สอง, การทำความสะอาดส่วนประกอบในพื้นที่ชายฝั่ง. สำหรับอาคารในพื้นที่ชายฝั่งทะเล, พื้นผิวของส่วนประกอบสามารถยึดติดกับคราบสเปรย์เกลือได้ง่าย (ที่มีCl⁻). หลังฝนตกหนัก, ควรใช้น้ำจืดเพื่อล้างพื้นผิวของส่วนประกอบให้ทันเวลาเพื่อลดความเข้มข้นของ Cl⁻ บนพื้นผิว. สำหรับฐานทาวเวอร์และสลักเกลียว, ทำความสะอาดเป็นประจำ (ทุกครั้ง 3 เดือน) สามารถดำเนินการได้, และจาระบีป้องกันการกัดกร่อนสามารถใช้ได้หลังการทำความสะอาดเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนให้ดียิ่งขึ้น.
ที่สาม, การทำความสะอาดรอยแยกส่วนประกอบ. รอยแยกของส่วนประกอบ (เช่น ข้อต่อน๊อต-น็อต, ข้อต่อแผ่นเหล็กฉาก) เป็นฝุ่นสะสมได้ง่าย, น้ำฝนและสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน. A soft brush or air compressor can be used to clean the crevices regularly (ทุกครั้ง 3 เดือน) to remove the accumulated substances and avoid the occurrence of crevice corrosion. หลังจากทำความสะอาดแล้ว, anti-corrosion sealant can be applied to the crevices to block the invasion of corrosive media.
ที่สี่, protection of tower bases. The tower bases and anchor bolts are buried in the soil, which is easy to be corroded by corrosive substances in the soil. Measures such as setting anti-corrosion ditches and isolating layers can be taken: dig anti-corrosion ditches (width 50cm, depth 60cm) around the tower base, fill the ditches with anti-corrosion materials (such as gravel, asphalt), and prevent the corrosive substances in the soil from invading the tower base; lay an anti-corrosion isolating layer (such as asphalt felt, polyethylene film) ระหว่างฐานหอคอยกับดินเพื่อแยกการสัมผัสระหว่างฐานหอคอยกับดินที่มีฤทธิ์กัดกร่อน.
5.2.4 สร้างระบบตรวจสอบการกัดกร่อนและตระหนักถึงการบำรุงรักษาที่แม่นยำ
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีดิจิทัล, อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (ไอโอที) และปัญญาประดิษฐ์, การสร้างระบบตรวจสอบการกัดกร่อนอัจฉริยะได้กลายเป็นแนวโน้มการพัฒนาของการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบหอส่งสัญญาณ. ระบบสามารถตรวจสอบสถานะการกัดกร่อนของส่วนประกอบได้แบบเรียลไทม์, ตระหนักถึงการเตือนล่วงหน้าถึงการกัดกร่อนและการบำรุงรักษาที่แม่นยำ, หลีกเลี่ยงการบำรุงรักษาแบบตาบอด, และลดต้นทุนการดำเนินงานและบำรุงรักษา.
ก่อน, ติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจสอบการกัดกร่อน. เซ็นเซอร์การกัดกร่อน (เช่นเซ็นเซอร์ต้านทานโพลาไรเซชันเชิงเส้น, เซ็นเซอร์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้าเคมี) ถูกติดตั้งบนส่วนประกอบสำคัญของเสาส่งสัญญาณ (ขาหอคอยหลัก, สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง, ฐานหอคอย), ซึ่งสามารถตรวจสอบอัตราการกัดกร่อนได้, ศักยภาพในการกัดกร่อนและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อม (ความชื้นในบรรยากาศ, อุณหภูมิ, ความเข้มข้นของCl⁻, ความเข้มข้นของSO₂) ของส่วนประกอบแบบเรียลไทม์. เซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับแพลตฟอร์มการจัดการพื้นหลังผ่านเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย (เช่น 5G, โลรา), และข้อมูลการตรวจสอบจะถูกส่งไปยังแพลตฟอร์มแบบเรียลไทม์.
ที่สอง, สร้างการวิเคราะห์ข้อมูลและแพลตฟอร์มการเตือนภัยล่วงหน้า. แพลตฟอร์มพื้นหลังรวบรวมและจัดเก็บข้อมูลการตรวจสอบ, และใช้บิ๊กดาต้าและอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์ในการวิเคราะห์ข้อมูล. ตามอัตราการกัดกร่อนและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อม, แพลตฟอร์มสามารถทำนายแนวโน้มการพัฒนาการกัดกร่อนของส่วนประกอบได้, ตั้งค่าการเตือนล่วงหน้าสามระดับ (ปกติ, ความสนใจ, อันตราย), และออกข้อมูลเตือนภัยล่วงหน้าแก่เจ้าหน้าที่ปฏิบัติการและบำรุงรักษาทันเวลาเมื่อสถานะการกัดกร่อนเกินเกณฑ์ความปลอดภัย.
ที่สาม, ตระหนักถึงการบำรุงรักษาที่แม่นยำตามข้อมูลการตรวจสอบ. ตามข้อมูลการติดตามและข้อมูลการเตือนภัยล่วงหน้าของระบบ, เจ้าหน้าที่ปฏิบัติการและบำรุงรักษาสามารถดำเนินการบำรุงรักษาตามเป้าหมายได้: สำหรับส่วนประกอบที่มีสถานะการกัดกร่อนปกติ, ไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา; สำหรับส่วนประกอบที่มีการเตือนล่วงหน้าในระดับความสนใจ, เสริมสร้างการตรวจสอบและทำความสะอาด; สำหรับส่วนประกอบที่มีการเตือนล่วงหน้าระดับอันตราย, ดำเนินการทำลายล้าง, เคลือบแบบสัมผัสหรือเปลี่ยนใหม่ทันเวลา. การบำรุงรักษาที่แม่นยำประเภทนี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการบำรุงรักษา แต่ยังช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษาอีกด้วย. ตามแนวทางการใช้งานของบริษัทโครงข่ายไฟฟ้า, ระบบตรวจสอบการกัดกร่อนอัจฉริยะสามารถลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษาของหอคอยได้ 40%-50%.
5.3 การวิเคราะห์กรณีทางวิศวกรรม
เพื่อตรวจสอบผลการใช้งานของมาตรการป้องกันการกัดกร่อนข้างต้น, บทนี้ใช้สายส่งชายฝั่งขนาด 220kV ในเมืองหนึ่งในประเทศจีนตะวันออกเป็นตัวอย่างในการวิเคราะห์. เส้นนี้มีความยาว 86 กม, กับ 218 เสาส่ง. ตั้งอยู่ในสภาพแวดล้อมบรรยากาศทางทะเลโดยทั่วไป, มีความชื้นในอากาศสูง (ความชื้นสัมพัทธ์เฉลี่ยต่อปี 82%), ความเข้มข้นของ Cl⁻ สูง (ความเข้มข้นของ Cl⁻ เฉลี่ยต่อปี 0.08 มก./ลบ.ม), และการกัดกร่อนอย่างรุนแรงของส่วนประกอบสังกะสี. ก่อน 2021, สายการผลิตใช้กระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนแบบดั้งเดิมและโหมดการตรวจสอบด้วยตนเอง, และปัญหาการกัดกร่อนของส่วนประกอบก็เด่นชัด. ส่วนประกอบจำเป็นต้องเปลี่ยนในปริมาณมากทุกครั้ง 5 ปี, และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษาประจำปีเกิน 8 million yuan.
ใน 2021, หน่วยปฏิบัติการและบำรุงรักษาดำเนินการเปลี่ยนแปลงการป้องกันการกัดกร่อนของสายการผลิตอย่างครอบคลุม, การนำเอาการผสมผสานระหว่างมาตรการป้องกันแหล่งที่มาและการป้องกันการควบคุมกระบวนการที่นำเสนอในบทความนี้. มาตรการการเปลี่ยนแปลงเฉพาะมีดังนี้:
1. การเปลี่ยนแปลงขั้นตอนการผลิต: ส่วนประกอบทดแทนทั้งหมดใช้เหล็กโลหะผสมสังกะสี-อลูมิเนียม, และกระบวนการชุบสังกะสีนั้นใช้การพ่นทรายแบบ derusting + จุ่มร้อนชุบสังกะสี-อลูมิเนียมอัลลอยด์ + ทู่โครเมียมไตรวาเลนท์. ความหนาของชั้นโลหะผสมสังกะสีอลูมิเนียมถูกควบคุมที่100-110μm, ซึ่งสูงกว่ามาตรฐานแห่งชาติ. ในเวลาเดียวกัน, ส่วนประกอบต่างๆ จะได้รับการบำบัดด้วยการสั่นสะเทือนเพื่อขจัดความเครียดที่ตกค้าง; การออกแบบโครงสร้างของส่วนประกอบต่างๆ ได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุด, และเพิ่มรูระบายน้ำที่ข้อต่อตักของแผ่นเชื่อมต่อเพื่อลดการกัดกร่อนของรอยแยก.
2. การเปลี่ยนแปลงขั้นตอนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา: มีการจัดตั้งระบบการตรวจสอบแบบลำดับชั้น, และรอบการตรวจสอบหอคอยจะลดลงเหลือไตรมาสละครั้ง. 50 หอคอยหลักได้รับเลือกให้ติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจสอบการกัดกร่อน, และแพลตฟอร์มการตรวจสอบการกัดกร่อนอัจฉริยะและการแจ้งเตือนล่วงหน้าถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ทราบถึงการตรวจสอบสถานะการกัดกร่อนของส่วนประกอบแบบเรียลไทม์; ส่วนประกอบจะถูกทำความสะอาดด้วยน้ำจืดทุกครั้ง 6 เดือนเพื่อขจัดคราบสเปรย์เกลือ; สำหรับส่วนประกอบที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อย, ดำเนินการเคลือบ derusting และ touch-up อย่างทันท่วงที, และใช้สีที่อุดมด้วยสังกะสีซึ่งเข้ากันกับชั้นโลหะผสมสังกะสี-อลูมิเนียมในการเติมสี; ฐานหอคอยมีคูน้ำป้องกันการกัดกร่อนและชั้นแยกเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของดิน.
หลังจาก 3 ปีของการดำเนินงาน (2021-2024), หน่วยปฏิบัติการและบำรุงรักษาได้ทำการตรวจสอบและประเมินผลสายการผลิตอย่างครอบคลุม. ผลการตรวจสอบแสดงให้เห็นว่าผลการเปลี่ยนแปลงนั้นน่าทึ่ง:
1. สถานะการกัดกร่อนของส่วนประกอบ: อัตราความสมบูรณ์ของชั้นโลหะผสมสังกะสีอลูมิเนียมของส่วนประกอบมีค่ามากกว่า 95%, และไม่มีการกัดกร่อนแบบรูพรุนอย่างเห็นได้ชัด, การกัดกร่อนของรอยแยกและการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้น. เท่านั้น 3% ส่วนประกอบต่างๆ จะมีชั้นโลหะผสมสังกะสี-อะลูมิเนียมเป็นผงเล็กน้อย, และไม่มีการสัมผัสสารตั้งต้นเกิดขึ้น. การสูญเสียส่วนประกอบหน้าตัดน้อยกว่า 2%, ซึ่งต่ำกว่าช่วงความปลอดภัยที่อนุญาตมาก (10%).
2. ค่าดำเนินการและบำรุงรักษา: ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและบำรุงรักษาประจำปีของสายการผลิตลดลงเหลือ 3.2 million yuan, ซึ่งเป็น 60% ต่ำกว่านั้นก่อนการเปลี่ยนแปลง (8 million yuan). จำนวนการเปลี่ยนส่วนประกอบลดลงจาก 200 ต่อปีถึง 15 ต่อปี, ซึ่งช่วยลดภาระงานและต้นทุนการบำรุงรักษาได้อย่างมาก.
3. การทำนายอายุการใช้งาน: ตามอัตราการกัดกร่อนที่ระบบตรวจสอบ, อายุการใช้งานของส่วนประกอบคาดว่าจะถึง 45-50 ปี, ซึ่งเป็นสองเท่าของส่วนประกอบสังกะสีแบบจุ่มร้อนบริสุทธิ์แบบดั้งเดิม (20-25 ปี).
กรณีนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการผสมผสานมาตรการป้องกันในขั้นตอนการผลิต (การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการชุบสังกะสี, ปรับปรุงกระบวนการผลิต, คัดสรรวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูง) และขั้นตอนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา (ปรับปรุงระบบการตรวจสอบ, การบำรุงรักษาทันเวลา, เสริมสร้างการทำความสะอาด, สร้างระบบติดตามอัจฉริยะ) สามารถแก้ปัญหาการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ, ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบ, ลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา, และยืดอายุการใช้งานของเสาส่งสัญญาณ. มาตรการป้องกันที่เสนอในบทความนี้มีการใช้งานจริงและใช้งานได้ดี, และสามารถให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งสัญญาณในสภาพแวดล้อมที่คล้ายคลึงกัน.
6. ปัญหาในปัจจุบันและแนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
6.1 ปัญหาในปัจจุบัน
ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมพลังงานและการปรับปรุงเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนอย่างต่อเนื่อง, มีความก้าวหน้าอย่างมากในการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งสัญญาณในประเทศจีน. อย่างไรก็ตาม, รวมกับแนวปฏิบัติในการสืบสวนของผู้เขียนและการวิจัยในอุตสาหกรรม, ยังคงมีปัญหาสำคัญบางประการในการใช้งานจริง, ซึ่งจำกัดการปรับปรุงเพิ่มเติมของระดับการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสี. ปัญหาเฉพาะมีดังนี้:
ก่อน, คุณภาพของกระบวนการชุบสังกะสีในโรงงานผลิตขนาดเล็กและขนาดกลางบางแห่งไม่ได้มาตรฐาน. เนื่องจากข้อจำกัดของเงินทุน, เทคโนโลยีและอุปกรณ์, โรงงานผลิตหอคอยขนาดเล็กและขนาดกลางบางแห่งยังคงใช้วิธีกำจัดสนิมแบบดองแบบดั้งเดิม + กระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน, และการควบคุมพารามิเตอร์การชุบสังกะสี (อุณหภูมิสารละลายสังกะสี, เวลาแช่) ไม่เข้มงวด, ส่งผลให้ชั้นสังกะสีมีความหนาไม่เท่ากัน, การยึดเกาะต่ำและความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบต่ำ. ในระหว่างการสืบสวน, เราพบสิ่งนั้น 40% ของโรงงานผลิตขนาดเล็กและขนาดกลางมีปัญหาเรื่องความหนาของชั้นสังกะสีที่ไม่ผ่านการรับรอง, และอัตราการกัดกร่อนของส่วนประกอบที่ผลิตโดยโรงงานเหล่านี้คือ 2-3 เท่าของโรงงานมาตรฐานขนาดใหญ่. นอกจากนี้, โรงงานบางแห่งต้องตัดมุมเพื่อลดต้นทุน, ใช้แท่งสังกะสีคุณภาพต่ำและการปรับสภาพที่ไม่สมบูรณ์, ซึ่งจะลดคุณภาพของชั้นสังกะสีลงไปอีก.
ที่สอง, ระดับการทำงานและการบำรุงรักษาไม่สมดุล. มีช่องว่างขนาดใหญ่ในระดับการทำงานและการบำรุงรักษาของเสาส่งสัญญาณระหว่างภูมิภาคต่างๆ และหน่วยปฏิบัติการและบำรุงรักษาที่แตกต่างกัน. ในภูมิภาคที่พัฒนาแล้วและบริษัทโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่, แนวคิดการดำเนินงานและการบำรุงรักษาเป็นขั้นสูง, เทคโนโลยีการตรวจจับที่ทันสมัยและระบบตรวจสอบอัจฉริยะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย, และระดับการป้องกันการกัดกร่อนอยู่ในระดับสูง. อย่างไรก็ตาม, ในพื้นที่ห่างไกลและบริษัทโครงข่ายไฟฟ้าขนาดเล็ก, เนื่องจากกำลังคนไม่เพียงพอ, เงินทุนและความแข็งแกร่งทางเทคนิค, โหมดการทำงานและการบำรุงรักษาเป็นแบบย้อนกลับ, รอบการตรวจสอบยาวนาน, การบำรุงรักษาไม่ตรงเวลา, และปัญหาการกัดกร่อนของส่วนประกอบก็เด่นชัด. ในระหว่างการสืบสวน, เราพบว่าอัตราความล้มเหลวในการกัดกร่อนของส่วนประกอบในพื้นที่ห่างไกลคือ 3-4 เท่าของพื้นที่พัฒนาแล้ว.
ที่สาม, การวิจัยและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนใหม่ๆ ยังไม่เพียงพอ. ในปัจจุบัน, การป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีในประเทศจีนยังคงใช้เทคโนโลยีการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนและการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนแบบดั้งเดิมเป็นหลัก. การวิจัยและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนใหม่ๆ (เช่นการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนระดับนาโน, ชั้นป้องกันการกัดกร่อนคอมโพสิต, เทคโนโลยียับยั้งการกัดกร่อน) ยังอยู่ในขั้นทดลองหรือการใช้งานในระดับเล็ก, และไม่ได้รับการส่งเสริมอย่างกว้างขวาง. เทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนใหม่บางอย่างมีข้อดีคือมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง, การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและอายุการใช้งานที่ยาวนาน, แต่เนื่องจากต้นทุนสูง, เทคโนโลยีที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะและขาดมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง, เป็นการยากที่จะนำไปใช้ในวงกว้าง.
ที่สี่, มาตรฐานและข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม. แม้ว่าจะมีมาตรฐานระดับชาติที่เกี่ยวข้องก็ตาม (เช่น GB/T 2694—2023) สำหรับคุณภาพการชุบสังกะสีและการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบหอส่งสัญญาณ, มาตรฐานเหล่านี้มุ่งเป้าไปที่กระบวนการชุบสังกะสีแบบดั้งเดิมและมาตรการป้องกันการกัดกร่อนทั่วไปเป็นหลัก, และยังขาดมาตรฐานและข้อกำหนดโดยละเอียดสำหรับเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนใหม่ๆ, วัสดุใหม่และระบบตรวจสอบอัจฉริยะ. ในเวลาเดียวกัน, มาตรฐานในการประเมินผลการป้องกันการกัดกร่อนยังไม่สมบูรณ์แบบ, ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะประเมินความต้านทานการกัดกร่อนและอายุการใช้งานของส่วนประกอบได้อย่างแม่นยำ.
6.2 แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
ด้วยความก้าวหน้าเชิงลึกของ “คาร์บอนคู่” เป้าหมายเชิงกลยุทธ์, การก่อสร้างระบบไฟฟ้าใหม่กำลังเร่งดำเนินการ, และโครงการ UHV, โครงการส่งพลังงานใหม่และโครงการส่งไฟฟ้าข้ามภูมิภาคกำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง. สภาพแวดล้อมการบริการของเสาส่งสัญญาณกำลังมีความซับซ้อนมากขึ้น, และข้อกำหนดสำหรับความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีก็มีมากขึ้นเรื่อยๆ. เมื่อรวมกับแนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนทั้งในและต่างประเทศและความรู้ทางวิชาชีพของอุตสาหกรรมท่อ, แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งกำลังสะท้อนให้เห็นเป็นหลักในด้านต่อไปนี้:
ก่อน, การพัฒนาประสิทธิภาพสูง, การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและวัสดุป้องกันการกัดกร่อนที่มีอายุการใช้งานยาวนาน. ในอนาคต, การวิจัยและพัฒนาวัสดุป้องกันการกัดกร่อนชนิดใหม่จะมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพสูง, การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและอายุการใช้งานที่ยาวนาน. ในด้านหนึ่ง, ปรับสูตรโลหะผสมสังกะสี-อลูมิเนียมให้เหมาะสม, เพิ่มธาตุหายาก (เช่นซีเรียม, แลนทานัม) เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและการยึดเกาะของชั้นโลหะผสม; ในทางกลับกัน, พัฒนาสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนเพื่อปกป้องสิ่งแวดล้อมใหม่ (เช่นการเคลือบนาโนคอมโพสิต, เคลือบป้องกันการกัดกร่อนสูตรน้ำ), ซึ่งมีข้อดีคือไม่เป็นพิษ, ปราศจากมลภาวะ, ทนต่อการกัดกร่อนสูงและการยึดเกาะที่ดี, และค่อยๆ แทนที่สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนที่เป็นพิษและเป็นอันตรายแบบดั้งเดิม. นอกจากนี้, การวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุคอมโพสิตที่ทนต่อการกัดกร่อน (เช่น วัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมเส้นใย) จะได้รับความเข้มแข็ง. วัสดุเหล่านี้มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและน้ำหนักเบา, ซึ่งสามารถลดภาระการกัดกร่อนของส่วนประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
ที่สอง, ความชาญฉลาดในการตรวจสอบและการดำเนินงานและการบำรุงรักษาการกัดกร่อน. ด้วยการพัฒนา Internet of Things, ข้อมูลขนาดใหญ่และปัญญาประดิษฐ์, การตรวจสอบการกัดกร่อนและการทำงานและการบำรุงรักษาส่วนประกอบสังกะสีจะพัฒนาไปสู่ความฉลาดและข้อมูล. ระบบตรวจสอบการกัดกร่อนอัจฉริยะจะได้รับการส่งเสริมอย่างกว้างขวาง, และเซ็นเซอร์การกัดกร่อน, เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น, เซ็นเซอร์ก๊าซและอุปกรณ์อื่นๆ จะได้รับการติดตั้งบนอาคารหลักทั้งหมดเพื่อให้สามารถตรวจสอบสถานะการกัดกร่อนและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมของส่วนประกอบได้แบบเรียลไทม์. แพลตฟอร์มเบื้องหลังจะใช้อัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลการตรวจสอบ, ทำนายแนวโน้มการพัฒนาการกัดกร่อน, และตระหนักถึงการเตือนล่วงหน้าอัตโนมัติและการบำรุงรักษาอัจฉริยะ. ในเวลาเดียวกัน, การใช้โดรนและหุ่นยนต์ในการตรวจสอบเสาส่งสัญญาณจะได้รับความนิยมมากขึ้น, ซึ่งจะปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำในการตรวจสอบ, และลดภาระงานการตรวจสอบด้วยตนเอง.
ที่สาม, การสร้างมาตรฐานและการปรับแต่งกระบวนการผลิตและการดำเนินงานและการบำรุงรักษา. ในอนาคต, หน่วยงานระดับชาติที่เกี่ยวข้องจะปรับปรุงมาตรฐานและข้อกำหนดสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีต่อไป, กำหนดมาตรฐานโดยละเอียดสำหรับเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนใหม่, วัสดุใหม่และระบบตรวจสอบอัจฉริยะ, และสร้างมาตรฐานให้กับกระบวนการผลิตและการดำเนินงานและการบำรุงรักษา. โรงงานผลิตจะเสริมสร้างการควบคุมคุณภาพของกระบวนการทั้งหมด, นำอุปกรณ์การผลิตขั้นสูงและเทคโนโลยีการตรวจจับมาใช้, และมั่นใจในคุณภาพของส่วนประกอบสังกะสี. หน่วยปฏิบัติการและบำรุงรักษาจะสร้างระบบการทำงานและบำรุงรักษาที่ละเอียดยิ่งขึ้น, ใช้การป้องกันแบบจำแนกประเภทและการบำรุงรักษาที่แม่นยำตามสภาพแวดล้อมการบริการและสถานะการกัดกร่อนของส่วนประกอบ, และปรับปรุงระดับการปฏิบัติงานและการบำรุงรักษา.
ที่สี่, การบูรณาการเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนในอุตสาหกรรมท่อส่งและสาขาหอส่งสัญญาณ. กลไกการกัดกร่อนและลอจิกการป้องกันของส่วนประกอบโลหะในอุตสาหกรรมท่อและสนามส่งสัญญาณมีความคล้ายคลึงกันอย่างมาก. ในอนาคต, การบูรณาการและการแลกเปลี่ยนเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนระหว่างทั้งสองสาขาจะมีความเข้มแข็งยิ่งขึ้น. เทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนที่เป็นผู้ใหญ่ในอุตสาหกรรมท่อส่ง (เช่นการเคลือบ PE สามชั้น, เทคโนโลยียับยั้งการกัดกร่อน, ระบบตรวจสอบการกัดกร่อนอัจฉริยะ) จะถูกนำไปใช้กับการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบหอส่งสัญญาณ, และประสบการณ์เชิงปฏิบัติของส่วนประกอบหอส่งสัญญาณในการป้องกันการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศกลางแจ้งจะถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มคุณค่าให้กับระบบเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนของอุตสาหกรรมท่อ, เพื่อให้ตระหนักถึงการพัฒนาและความก้าวหน้าร่วมกันของทั้งสองสาขา.
ประการที่ห้า, การพัฒนาการป้องกันการกัดกร่อนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและคาร์บอนต่ำ. ภายใต้พื้นหลังของ “คาร์บอนคู่” เป้าหมายเชิงกลยุทธ์, การป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีจะพัฒนาไปสู่สีเขียวและคาร์บอนต่ำ. กระบวนการชุบสังกะสีแบบดั้งเดิมจะได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อลดการใช้พลังงานและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม; การวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุและเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนที่ป้องกันสิ่งแวดล้อมจะได้รับการเสริมสร้างความเข้มแข็งเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม; อายุการใช้งานของส่วนประกอบต่างๆ จะถูกขยายออกไปด้วยมาตรการปกป้องทางวิทยาศาสตร์, ลดความถี่ในการเปลี่ยนส่วนประกอบและตระหนักถึงการรีไซเคิลทรัพยากร. ตัวอย่างเช่น, ชั้นสังกะสีเสียสามารถรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ได้, ลดการสิ้นเปลืองทรัพยากรและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม.
7. ข้อสรุป
เสาส่งสัญญาณเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับหลักของเครือข่ายระบบส่งกำลัง, และการดำเนินงานที่ปลอดภัยและมั่นคงเกี่ยวข้องโดยตรงกับความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศและการพัฒนาสังคมและเศรษฐกิจ. ส่วนประกอบสังกะสี, เป็นส่วนประกอบหลักของเสาส่งสัญญาณ, อาศัยกลไกการป้องกันแอโนดแบบบูชายัญของชั้นสังกะสีเพื่อให้เกิดผลป้องกันการกัดกร่อน, ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมพลังงาน. อย่างไรก็ตาม, ในสภาพแวดล้อมการบริการกลางแจ้งที่ซับซ้อนในระยะยาว, ส่วนประกอบสังกะสีมีแนวโน้มที่จะเกิดความล้มเหลวในการกัดกร่อนภายใต้การกระทำร่วมกันของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม, ปัจจัยของตัวเองเป็นองค์ประกอบ, ปัจจัยกระบวนการและปัจจัยการดำเนินงานและการบำรุงรักษา, ซึ่งไม่เพียงเพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและบำรุงรักษา แต่ยังนำอันตรายด้านความปลอดภัยที่สำคัญมาสู่เครือข่ายระบบส่งกำลังอีกด้วย.
จากประสบการณ์การฝึกปฏิบัติหลักสูตรของผู้เขียนในระดับปริญญาตรีสาขาวิชาเอกอุตสาหกรรมท่อ, ผลการสอบสวน ณ ที่เกิดเหตุ, ข้อมูลการวิจัยอุตสาหกรรมและกรณีทางวิศวกรรม, บทความนี้ศึกษาปัญหาการกัดกร่อนและมาตรการป้องกันส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งสัญญาณอย่างเป็นระบบ, และได้ข้อสรุปสำคัญดังนี้:
1. การกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีเป็นกระบวนการที่ครอบคลุมของการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าและการกัดกร่อนทางเคมี, โดยมีการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าเป็นหลัก. เมื่อชั้นสังกะสีอยู่ในสภาพสมบูรณ์, สังกะสีทำหน้าที่เป็นขั้วบวกแบบบูชายัญเพื่อปกป้องพื้นผิวเหล็ก; เมื่อชั้นสังกะสีเสียหาย, พื้นผิวเหล็กจะเกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว, นำไปสู่ความล้มเหลวของส่วนประกอบ. การกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีแบ่งออกเป็นสี่ประเภทหลัก: การกัดกร่อนสม่ำเสมอ, การกัดกร่อนแบบรูพรุน, การกัดกร่อนของรอยแยกและการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้น. ในหมู่พวกเขา, การกัดกร่อนแบบรูพรุนและการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นเป็นสิ่งที่อันตรายที่สุด, ด้วยการปกปิดที่แข็งแกร่งและอัตราการกัดกร่อนที่รวดเร็ว, ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญของการป้องกันการกัดกร่อน.
2. ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีมีสี่ประเภท: ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม, ปัจจัยของตัวเองเป็นองค์ประกอบ, ปัจจัยกระบวนการและปัจจัยการดำเนินงานและการบำรุงรักษา. ในหมู่พวกเขา, ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม (ความชื้นในบรรยากาศ, สื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน) เป็นปัจจัยหลักที่มีอิทธิพล, ปัจจัยกระบวนการกำหนดความต้านทานการกัดกร่อนเริ่มต้นของส่วนประกอบ, และปัจจัยการดำเนินงานและการบำรุงรักษาจะกำหนดอายุการใช้งานของส่วนประกอบ. ระดับการกัดกร่อนของส่วนประกอบที่มีข้อกำหนดเฉพาะและอายุการใช้งานเดียวกันจะแตกต่างกันอย่างมากภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน, กระบวนการผลิตที่แตกต่างกันและระดับการทำงานและการบำรุงรักษาที่แตกต่างกัน.
3. การป้องกันการกัดกร่อนของชิ้นส่วนสังกะสีควรเป็นไปตามหลักการของ “การป้องกันก่อน, ผสมผสานการป้องกันและควบคุม, และการจำแนกประเภทของความคุ้มครอง”, และใช้มาตรการป้องกันแบบกำหนดเป้าหมายตั้งแต่ขั้นตอนการผลิตและขั้นตอนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา. ในขั้นตอนการผลิต, ความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบสามารถปรับปรุงขั้นพื้นฐานได้โดยการปรับกระบวนการชุบสังกะสีให้เหมาะสม (การนำการพ่นทรายมาทำลายล้าง, ควบคุมพารามิเตอร์การชุบสังกะสีอย่างเข้มงวด), ปรับปรุงกระบวนการผลิต (ขจัดความเครียดที่ตกค้าง, ปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม) และคัดสรรวัสดุประสิทธิภาพสูง (เหล็กโลหะผสมสังกะสีอลูมิเนียม, เหล็กทนต่อสภาพอากาศ). ในขั้นตอนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา, อายุการใช้งานของส่วนประกอบสามารถขยายได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการปรับปรุงระบบการตรวจสอบ, ดำเนินการเคลือบ derusting และ touch-up อย่างทันท่วงที, เสริมสร้างการทำความสะอาดและบำรุงรักษา, และสร้างระบบตรวจสอบการกัดกร่อนอัจฉริยะ.
4. การวิเคราะห์กรณีทางวิศวกรรมแสดงให้เห็นว่าการผสมผสานการป้องกันแหล่งที่มา (ขั้นตอนการผลิต) และการควบคุมกระบวนการ (ขั้นตอนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา) สามารถแก้ปัญหาการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ. หลังจากการเปลี่ยนแปลงการป้องกันการกัดกร่อนของสายส่งชายฝั่งขนาด 220kV อย่างครอบคลุม, ระดับการกัดกร่อนของส่วนประกอบลดลงอย่างมาก, ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษาลดลง 60%, และอายุการใช้งานของส่วนประกอบคาดว่าจะถึง 45-50 ปี, ซึ่งจะตรวจสอบการปฏิบัติจริงและความสามารถในการปฏิบัติงานของมาตรการป้องกันที่เสนอในบทความนี้อย่างสมบูรณ์.
5. ในปัจจุบัน, ยังคงมีปัญหาบางประการในการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีในประเทศจีน, เช่นคุณภาพการชุบสังกะสีอย่างไม่มีเงื่อนไขของโรงงานขนาดเล็กและขนาดกลางบางแห่ง, ระดับการทำงานและการบำรุงรักษาไม่สมดุล, การวิจัยและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนใหม่ไม่เพียงพอ, และมาตรฐานที่เกี่ยวข้องที่ไม่สมบูรณ์. ในอนาคต, การป้องกันการกัดกร่อนของชิ้นส่วนสังกะสีจะพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพสูง, ฉลาด, ได้มาตรฐาน, สีเขียวและคาร์บอนต่ำ, และการบูรณาการเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนระหว่างอุตสาหกรรมท่อส่งและสนามหอส่งสัญญาณจะได้รับการเสริมความแข็งแกร่งเพื่อปรับปรุงระดับการป้องกันการกัดกร่อนต่อไป.
ในระดับปริญญาตรีสาขาวิชาอุตสาหกรรมท่อ, ผ่านการวิจัยครั้งนี้, ฉันมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งมากขึ้นเกี่ยวกับกลไกการกัดกร่อนและเทคโนโลยีการป้องกันส่วนประกอบที่เป็นโลหะ, และยังตระหนักถึงความสำคัญของการป้องกันการกัดกร่อนเพื่อความปลอดภัยของโครงสร้างพื้นฐาน. ผลการวิจัยของบทความนี้ไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลอ้างอิงเชิงปฏิบัติสำหรับการปฏิบัติงานทางวิศวกรรมในการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีของเสาส่งสัญญาณเท่านั้น แต่ยังให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับการวิจัยการป้องกันการกัดกร่อนของส่วนประกอบโลหะที่เกี่ยวข้องในอุตสาหกรรมท่อส่งอีกด้วย. เนื่องจากข้อจำกัดในระดับมืออาชีพของผู้เขียน, ขอบเขตการสอบสวนและความลึกของการวิจัย, ยังมีข้อบกพร่องบางประการในบทความนี้. ตัวอย่างเช่น, การวิจัยเกี่ยวกับกลไกการกัดกร่อนของส่วนประกอบสังกะสีในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (เช่น ที่สูง, อุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ) ยังไม่ลึกซึ้งพอ, และการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนใหม่ๆ ยังเป็นข้อมูลเบื้องต้นค่อนข้างมาก. ในอนาคต, ฉันจะศึกษาและสำรวจต่อไป, เจาะลึกการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง, และสนับสนุนความแข็งแกร่งของฉันเองเพื่อความปลอดภัยของโครงสร้างพื้นฐานระดับชาติและการพัฒนาอุตสาหกรรมป้องกันการกัดกร่อน.