金属所纳米复合涂料在电力工业的防腐应用结硕果

2011-8-11 18:02 来源: 中国科学院
792 收藏到BLOG

  电网设施防腐保护性能的可靠性是影响输变电线路长期安全运行的重要因素之一。腐蚀破坏在短期内不易觉察,往往被人们所忽视,但它所引起的事故却极其惊人。它能很快摧毁电网中的设备,引发事故,有的造成一次设备损坏和着火,有的造成发电厂、变电站全部停止运行,有的甚至发展成为严重的系统事故。随着电站容量的不断扩大,电网安全运行的要求越来越严格,对耐腐蚀和稳定性的要求也就越高。最近,有关电力部门对输变电设施的检查发现,使用中国科学院金属研究所研发的纳米复合涂料的设施在施工8年后的涂层仍然完好,而使用传统涂料在不到3年就需要重新修复。这是在“纳米氧化物浓缩浆与纳米复合涂料”获得国家技术发明二等奖后,在飞机腐蚀防护中推广应用之外的又一重要的成功应用推广领域。

  2003年,金属所纳米复合涂料研究组转让抗紫外纳米复合涂料技术给德州市鼎达工程有限公司。针对电力杆塔的腐蚀特点,金属所研制成功纳米抗紫外铁塔专用涂料系列产品,并形成完整的配套体系。纳米抗紫外铁塔专用涂料主要利用纳米粒子改进了涂层的耐老化性和耐侵蚀性离子的渗透性,从而提高了涂层的防护性能。从前紫外线光稳定剂(UVA)和受阻胺光稳定剂(HALS)是提高有机涂层耐候性最重要的方法。但这些抗紫外线添加剂一是有一定毒性,二是随着涂层日晒时间的延长,其紫外线屏蔽性能会逐渐降低,最终导致涂层老化失效。金属所纳米复合涂料研究组在利用纳米技术来提高漆膜的耐候性方面进行了大量研究工作,应用纳米无机粒子大幅度提高了涂料的紫外线屏蔽性能。另外,由于纳米粒子存在表面效应,粒子的尺寸越小,表面的原子数越多,活性越大。为了充分发挥纳米粒子在涂料中的表面效应,研究了纳米粒子的表面处理方法,使得纳米粒子能够与成膜物质产生化学作用,减少了涂层的孔隙率,提高了涂层对腐蚀介质的抗渗透性。相关文章先后发表在Journal of Coating and Technology Research, 2010, 7 (3): 301-313;Chinese Science Bulletin, 2010, 55 (7): 650-655和2009, 54 (19): 3464-3472;Acta Metallurgica Sinica (English Letters), 2009, 22 (1): 27-34;Progress in Organic Coatings, 2008, 62: 359-368和2005, 53: 91-98。

  金属所配合德州市鼎达工程有限公司完成了东北电网黑龙江电力公司110kV火乐甲乙线、东北电网电力公司220kV长春西郊一次变电所、华北电网河北电力公司220kV临海线和苗庄变电所、华中电网湖南电力500kV长沙变电所、西北电网陕西电力220kV枣园变电站和330kV桥陵变电站等多个电力行业的重要防腐蚀工程,施工最长的年限已经有8年,所施工的各部位至今均未发现锈蚀现象,特别是在工业环境和海洋环境运行的变电站防腐蚀效果极为显著,解决了高压输电线路中电力杆塔和变电器等设施多年来没有解决的防腐蚀问题,而过去使用的传统涂料产品不到3年就需要重新修复。

  纳米复合涂料保证了变电站安全运行和电力输运保障,节约了变电站维护成本,带来了巨大的经济效益和社会效益。这类先进的防腐蚀技术与产品对我国电力行业和电网设施的防腐蚀具有重要作用和重大意义,不仅显著提高了我国电力行业防腐蚀的技术水平,而且未来将在本行业中起到引领作用。

  

华中电网湖南电力500kV长沙变电站防腐工程

  

华北电网河北电力公司220kV临海线防腐工程