输电线路杆塔基础及四角加固防腐技术研究

输电线路杆塔基础及四角加固防腐技术研究

梁雪飞刘文韬李展

（国网天津滨海供电公司天津塘沽300450）

一、项目背景介绍：

滨海地区由于海洋环境的特殊性，输电线路杆塔经常遭到地下水、海风、盐雾及SO2等腐蚀性气体的腐蚀，引起基础混凝土开裂剥落、基础钢筋锈蚀，四角金属构件出现分层脱落、厚度减小、甚至断裂等材料性能劣化,导致基础及四角的耐受性降低，直接影响整个杆塔结构的安全，降低了杆塔使用寿命。

通过对滨海地区土壤的酸碱性进行测试，同时也对污秽区进行空气质量检测后发现，滨海地区特殊的盐渍土壤腐蚀性极强，部分地区大气PH值为6.2-6.5呈弱酸性，对线路铁塔有很强的腐蚀性。随着滨海新区的开发开放，各项基础设施建设遍地开花，许多输电线路的线路走廊发生了较大变化。其中，大面积的绿化建设和基建工程导致铁塔周围覆土增加，使得铁塔塔脚被埋，对铁塔塔脚造成腐蚀，降低了设备的健康水平。

天津市处于沿海地区，尤其塘沽、汉沽等地区更临近渤海,海水中含有易电离的高导电率的盐类,海水含盐量一般在3%左右,而且海水易于溶解气体,含氧量可达0.48mg/L。滨海地区土壤中也含有大量的盐分,有些地区的土壤被称为盐溃土，有些滩涂地带几乎常年浸泡在海水中，这些地区的土壤沙尘都有很强的腐蚀性,此外近海地区的空气湿度大,水与空气中的含盐量多。所以金属的腐蚀速度远远高于一般大气，有人试验测得在低湿度大气中碳钢的腐蚀速度为10.03g/(),而在海洋大气中为301.1g/(),增大了30多倍，其原因是空气中的主要成分NaCl，随雨水和海水蒸发的湿蒸汽降落附着在金属表面上或金属表面尘埃原有的盐分及早期的腐蚀产物有较大的吸湿性导致金属表面经常覆盖着一层电介质，湿膜给金属形成腐蚀性电池提供了条件，金属在潮湿海洋大气中的腐蚀与浸入电介质溶液中的腐蚀几乎没有区别。

目前在运的架空线路铁塔通常使用热镀锌的方法来进行防腐，在内陆干燥性气候下，该方法可以起到很好的防腐效果，但在滨海地区，镀锌层会在盐碱条件下腐蚀加快。

注：表中估计的耐用年限是镀锌层消耗到90%的时间；“/”前后分别为年腐蚀量和耐用年限。

鉴于塘沽地区盐碱地及酸性气候对铁塔基础及塔材腐蚀严重，本项目主要针对线路杆塔基础及四角金属构件的防腐加固进行相应的研究，期望得到对杆塔基础以及四角金属构件具有优异防腐加固性能的方法，提高电网杆塔结构的安全性能和延长杆塔的使用寿命，能有效解决铁塔因腐蚀导致铁塔力学性能下降，寿命缩短的问题，避免了铁塔长期带伤带病工作、难以停电维护等问题，保证电力系统安全稳定运行。

二、塔脚加固防腐技术对比

目前在运线路铁塔塔脚防腐技术应用较为广泛的是混凝土填充技术或泡沫胶填充技术。本项目将环氧树脂基复合材料应用于铁塔防腐技术，通过对比能发现该技术的优越性。

2.1混凝土填充技术

在铁塔塔脚的四周用混凝土和红砖砌起八面墙，围成两个长方体，把铁塔塔腿部分全部囊扩其中，八面墙的高度要超过地面。在长方体的内部浇注混凝土，直至灌满整个长方体，并在顶面进行平整处理。这样，位于地面以下的铁塔塔脚全部被混凝土包裹住。

2.2泡沫胶填充技术

在铁塔塔脚的四周用混凝土和红砖砌起八面墙，围成两个长方体，把铁塔塔脚部分全部囊扩其中，八面墙的高度要超过地面。在长方体的内部用泡沫胶填实，直至填满整个长方体，并在顶面用20厘米后的混凝土进行封顶和平整处理。这样，位于地面一下的铁塔塔腿全部被泡沫胶包裹住。泡沫胶也有很好的防水能力，能很好的保护里面包裹住的铁塔塔腿；又因为混凝土和泡沫胶的混合长方体的顶部高于地面这样就不会出现积水的现象，所以被混凝土包裹住的铁塔塔腿就不会受到腐蚀。

2.3新型防腐技术的应用

本项目通过研究发现，环氧树脂基复合材料包括玻璃纤维增强环氧树脂复合材料以及碳纤维增强环氧树脂复合材料，它不仅不会象金属材料那样生锈腐蚀；同时也不会像木材那样腐烂，而且不被水、油等介质所侵蚀。根据实验室里加速腐蚀数据表明，环氧树脂基复合材料具有优良的化学稳定性，具有优异的力学性能，其密度介于1.5～2.0之间，只有普通碳钢的1/4～1/5,比轻金属铝还要轻1/3左右，而机械强度却很高，某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。

由此可见，采用新型环氧树脂基复合材料作为提高滨海地区铁塔基础的耐腐蚀度的最佳方案。

三、施工工艺流程

本次施工选取环境条件较差的线路铁塔（大后#22塔）进行实验。第一步进行铁塔基础排水，使铁塔基础及塔脚完全曝露。

排水后，部分铁塔基础位于污泥内，下一步进行清淤，裸露铁塔基础及塔脚，便于施涂防腐材料。

清淤后，对四个塔脚烘干，满足施涂工艺要求。治理我们使用喷灯，间断对铁塔基础进行加热烘干。

烘干后，可以看出长时间在水中浸泡严重腐蚀了铁塔塔脚。我们组织人员对四个塔脚进行除锈和修补工作，便于下一步进行防腐材料的施涂。

铁塔基础清理修补完成后，便可以对基础进行防腐材料的加固；同时对可能浸泡于水中的塔材部分也进行加固，避免后期因水位上涨加大对铁塔的腐蚀力度。

施工完成后我们对铁塔的4个塔脚和基础以及部分塔材进行了防腐加固，达到了预期目标。

四、效果检查及跟踪观察

针对现场对铁塔基础以及铁塔四角防腐加固施工之后，对环氧树脂基复合材料进行取样，分析其固化率、纤维含量，并对固化后环氧树脂基复合材料的力学性能进行表征，评估施工工艺的合理性。间隔一定时间后对环氧树脂基复合材料进行取样，观察分析钢材表面的水分以及引起腐蚀的离子的含量，并观察钢材的腐蚀情况.

由于铁塔基础及塔脚防腐是一个长期持久的工作。随着天气的渐冷，项目完工后对铁塔基础进行进一步观测，考察该防腐技术在冰冻条件下耐腐蚀情况。

该技术的成功应用为滨海地区铁塔基础及塔脚防腐加固提供了新的指导技术，可以进一步推广至汉沽、大港等工区污秽区，希望以此缓解铁塔基础锈蚀严重的情况。