【播资讯】新材料为电力设备披上“安全防护服”

2022-09-28 15:52:18 来源：东方资讯

本文转自：科技日报

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科技日报记者叶青通讯员孔德淇丘映丹

随着螺旋桨的蜂鸣，一架无人机自动起飞，飞临杆塔后自行盘旋，杆塔上方的横担、线夹等随即清晰呈现在操控显示屏上。与此同时，登上杆塔的技术人员手持超声波测厚仪和合金测试仪，测量杆塔金属材料尺寸和成分，并进行取样分析。

9月19日，广东电网公司电力科学研究院正利用自主研发的腐蚀缺陷定量评估技术，“人机配合”评估广东肇庆220千伏砚榄甲乙线54号杆塔的锈蚀程度，排除安全隐患。

在广东沿海地区，供电设备常年暴露在高温、高湿、高盐分环境，加之电网设备领域历来重电气性能、轻材料性能，易腐蚀、老化、疲劳等原因导致性能退化甚至失效，严重影响电网安全运行的情况十分普遍。今年以来，为消除该类“看不见的隐患”，广东电网公司狠下功夫，通过分析环境腐蚀因子、材料腐蚀行为和带缺陷部件安全性能，研究改进金属材料的可靠性和安全性，在国内首创针对电力设备金属材料的“1+1+1”综合评估与防护体系，即一种防腐涂层、一张等级图谱、一个试验平台，有效解决了上述地区材料评估与防护难问题，为电力设备披上一件“安全防护服”。

“该体系建立起关键金属部件从设计、入网到运行、维护的全生命周期可靠性评估和防护机制，取得了多项国内外首创成果。”广东电网公司电力科学研究院材料与结构所吕旺燕博士说，该体系最为突出的是，通过纳米浓缩浆技术，开发出一种长效防腐涂层。

据介绍，研发团队将纳米粒子均匀分散到涂料中，利用纳米粒子的特性制备出纳米复合防腐蚀涂料，有效改善了涂层的耐候性和防护性能，减少了腐蚀性介质在涂层中的扩散通路，其抗介质渗透能力明显优于普通涂层，为解决电力设施防腐蚀提供了新的途径。“以往每3-5年，就要重新对电力设备金属材料打磨除锈、涂刷油漆。应用该涂层后，可轻松保质15年，防腐周期延长3倍以上。”吕旺燕说。

在不同的大气环境下，电力设备金属材料的腐蚀速率、失效机理迥然各异，但材料设计环节往往忽略考虑环境影响因素，这也导致沿海地区金属材料经常提前失效。

在该评估与防护体系中，广东电网公司电力科学研究院结合了输变电设备服役环境，特别选取石化厂、陶瓷厂等特殊污染源进行环境条件监测，创造性地绘制广东复杂大气环境下耦合4类特殊污染源的腐蚀等级图谱，为差异化选材、夯实工程建设质量提供了数据支撑。在工程设计阶段，基建人员通过等级图谱，即可根据当地大气环境，轻松选取对应设备用材和防腐策略。

此外，研究团队还打造了模拟多加速因子的材料可靠性试验平台。基于该试验平台，可模拟复杂大气环境下电网常用金属材料的腐蚀机理，开展防护涂镀层及金属构件的耐久性快速评价。“传统的模拟试验一般以年为周期，主要考虑单一因子的影响，与实际大气环境存在偏差，无法准确且快速地评价材料的可靠性，给电网安全带来隐患。”吕旺燕说，如今有了这一新平台，实现了以天为单位的快速评估，能更精准判断金属材料的腐蚀程度，提出整改措施，实现“精准把脉，对症开方”。

目前，该综合评估与防护体系已产出六项行业标准，填补了电网关键金属部件全生命周期管理的空白，成功指导了技术规范书修编和设备反措，先后获得中国腐蚀与防护学会科技进步一等奖、南方电网科技进步二等奖、中国电力科学技术奖三等奖和中国专利优秀奖等权威奖项。责任编辑：何沛苁

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