一种沿海地区输电线路杆塔腐蚀剩余寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种沿海地区输电线路杆塔腐蚀剩余寿命预测方法，步骤包括：1)测量被预测杆塔的塔材剩余镀锌层平均厚度；2)测量被预测杆塔的塔材腐蚀严重区域的最小剩余厚度，将被预测杆塔的塔材原始厚度减去最小剩余厚度得到被预测杆塔的塔材最大腐蚀深度；3)确定被预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率和锌腐蚀速率；4)获取被预测杆塔所处沿海地区的塔材最大允许腐蚀深度；5)计算被预测杆塔的腐蚀剩余安全寿命。本发明专利技术能够快速准确地预测输电线路杆塔在沿海地区经腐蚀后的剩余安全寿命，以便及时采取措施，控制和预防由此引发的输电线路掉线、停电、跳闸等安全事故，具有准确度较高，实用性强的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力工程领域，具体涉及一种沿海地区输电线路杆塔腐蚀剩余寿命预 测方法。
技术介绍
输电线路是现代电网的骨架，目前高压输电线路主要采用架空输电线路的型式， 由杆塔、导线和金具组成。杆塔是输电线路的主要承载结构，起到固定与支撑架空线路的作 用。杆塔的安全直接影响线路安全，杆塔失效将导致线路直接坠落地面，引起线路跳闸、停 电，甚至产生人身安全事故。由于杆塔是输电线路中用量最大的一类材料，分布广，运行环 境恶劣，长期遭受风吹、日晒、雨淋和大气中腐蚀性污染物的侵袭，运行后普遍会发生腐蚀。 而输电线路杆塔多采用钢铁材料制作，表面采用热浸镀锌防腐，一般设计寿命30年~40年， 清洁干净的大气环境可满足要求，但在沿海地区常年受盐雾氯离子侵蚀，实际寿命远达不 到要求。塔材锈穿、锈断甚至倒塔的事故时有发生。然而目前对输电线路杆塔腐蚀后的剩余 寿命缺少定量评估手段，难以确定腐蚀杆塔是否安全，仅靠个人感性经验来评估使用寿命， 防腐维护检修的时间随意性和盲目性较大。运行单位迫切需求一种定量的手段分析和预测 杆塔腐蚀剩余安全寿命，以便提前制订防腐维护和检修计划，及时申请停电调度，将不安全 的杆塔改造或更换，避免腐蚀引起的事故发生，保证电网安全。因此对杆塔腐蚀后的剩余安 全寿命进行预测具有十分重要的意义，也是目前输电领域的一个难点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题:针对目前输电线路杆塔缺少定量的腐蚀剩余寿命预测 评价手段的落后状况，提供一种能够快速准确地预测输电线路杆塔在沿海地区经腐蚀后的 剩余安全寿命，以便及时采取措施，控制和预防由此引发的输电线路掉线、停电、跳闸等安 全事故，准确度较高，实用性强的沿海地区输电线路杆塔腐蚀剩余寿命预测方法。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为： -种沿海地区输电线路杆塔腐蚀剩余寿命预测方法，步骤包括： 1)测量被预测杆塔的塔材剩余镀锌层平均厚度dZn; 2)测量被预测杆塔的塔材腐蚀严重区域的最小剩余厚度t，将被预测杆塔的塔材 原始厚度h减去所述最小剩余厚度t得到被预测杆塔的塔材最大腐蚀深度d; 3)确定被预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率和锌腐蚀速率vZn; 4)获取被预测杆塔所处沿海地区的塔材最大允许腐蚀深度dc; 5)根据式(1)所示函数表达式计算被预测杆塔的腐蚀剩余安全寿命； RL= 1000( dc_d)+VFe+dzn + VZn (1) 式（1)中，RL为被预测杆塔的腐蚀剩余安全寿命，dc为被预测杆塔所处沿海地区的 塔材最大允许腐蚀深度，d为被预测杆塔的塔材最大腐蚀深度，d Zn为被预测杆塔的塔材剩余 镀锌层平均厚度，VFe为被预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率，vZn为被预测杆塔所处沿海 地区的锌腐蚀速率。 优选地，所述步骤1)的详细步骤包括:首先确定被预测杆塔上的多个测量点，然后 通过磁性覆层测厚仪测量被预测杆塔上各个测量点的剩余镀锌层厚度，并根据各个测量点 的剩余镀锌层厚度计算得到被预测杆塔的塔材剩余镀锌层平均厚度。 优选地，所述步骤2)中测量被预测杆塔的塔材腐蚀严重区域的最小剩余厚度t的 详细步骤包括:首先确定被预测杆塔上的测量面，打磨测量面去除表面的浮锈、漆膜或氧化 皮，然后通过精度不低于〇. 1_的尺寸测量仪器检测测量面上多个位置的剩余厚度，并从多 个位置的剩余厚度中取最小值作为被预测杆塔的塔材腐蚀严重区域的最小剩余厚度t。 优选地，所述步骤4)的详细步骤包括： 4.1)配制被预测杆塔所处沿海地区的模拟盐雾溶液； 4.2)将被预测杆塔的塔材样品制成预裂纹拉伸试样，将预裂纹拉伸试样通过慢应 变速率应力腐蚀试验机上进行恒载荷拉伸试验，且在慢应变速率应力腐蚀试验机的溶液槽 中放置所述模拟盐雾溶液且使模拟盐雾溶液完全浸泡预裂纹拉伸试样的预裂纹开口，测得 被预测杆塔在所处沿海地区的塔材应力腐蚀断裂韧性K ISCC; 4.3)基于被预测杆塔的塔材设计极限载荷％、应力腐蚀断裂韧性KISCC、塔材原始厚 度h计算得到被预测杆塔所处沿海地区的塔材最大允许腐蚀深度dc。 优选地，所述步骤4.3)中被预测杆塔所处沿海地区的塔材最大允许腐蚀深度dc的 计算函数表达式如式(2)所示；式(2)中，〇。为被预测杆塔的塔材设计极限载荷，d。为被预测杆塔所处沿海地区的 塔材最大允许腐蚀深度，h为被预测杆塔的塔材原始厚度，KISee为被预测杆塔在所处沿海地 区的塔材应力腐蚀断裂韧性。 优选地，所述步骤4.1)的详细步骤包括:首先搜集被预测杆塔所处沿海地区至少 近指定年数的雨水中氯离子的含量，计算获得当地至少近指定年数的雨水中氯离子含量年 平均值，设该年平均值为c;然后取指定质量的氯盐以及去离子水，将所取氯盐逐量添加到 所取去离子水中，使氯离子含量等于所获当地至少近指定年数的雨水中氯离子含量年平均 值c，得到被预测杆塔所处沿海地区的模拟盐雾溶液。 优选地，所述步骤4.1)的详细步骤包括:取指定质量的氯盐以及去离子水，将所取 氯盐逐量添加到所取去离子水中，如果被预测杆塔位于海岸线l〇km以内时使氯离子含量的 质量分数等于5.0%，如果被预测杆塔位于海岸线10km以外时使氯离子含量的质量分数等 于3.5 %，得到被预测杆塔所处沿海地区的模拟盐雾溶液。 优选地，所述步骤3)的详细步骤包括:将与被预测杆塔材质相同的碳钢和锌分别 制成标准平板试样，将标准平板试样分别放在被预测杆塔所处沿海地区下曝晒1年，检测碳 钢标准平板试样试验前后的厚度差或者腐蚀失重，如果检测的是腐蚀失重则将腐蚀失重换 算得到碳钢标准平板试样试验前后的厚度差，将碳钢标准平板试样试验前后的厚度差除以 时间得到被预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率We，检测锌标准平板试样试验前后的厚度 差或者腐蚀失重，如果检测的是腐蚀失重则将腐蚀失重换算得到碳钢标准平板试样试验前 后的厚度差，将锌标准平板试样试验前后的厚度差除以时间得到被预测杆塔所处沿海地区 的锌腐蚀速率vzn。 或者优选地，所述步骤3)的详细步骤包括:首先获取被预测杆塔所处沿海地区的 腐蚀环境分类，然后根据腐蚀环境分类查询预设的腐蚀环境最大腐蚀速率对照表，得到被 预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率^^和锌腐蚀速率v Zn。 或者优选地，所述步骤3)的详细步骤包括:首先根据式(3)直接计算被预测杆塔所 处沿海地区的铁腐蚀速率We，然后根据被预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率We查找预 设的腐蚀环境最大腐蚀速率对照表，得到被预测杆塔所处沿海地区的锌腐蚀速率v Zn; VFe=l〇〇〇(h_t)+T (3) 式(3)中，VFe3S被预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率，h为被预测杆塔的塔材原 始厚度，t为被预测杆塔的塔材腐蚀严重区域的最小剩余厚度，T为被预测杆塔的投运时间。 本专利技术沿海地区输电线路杆塔腐蚀剩余寿命预测方法具有下述优点:本专利技术通过 测量被预测杆塔的塔材剩余镀锌层平均厚度dZn，测量被预测杆塔的塔材腐蚀严重区域的最 小剩余厚度t，将被预测杆塔的塔材原始厚度h减去所述最小剩余厚度t得到被预测杆塔的 塔材最大腐蚀深度d，确定被预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率VFe和锌腐蚀速率VZn，获 取被预测杆塔所处沿海地区的塔材最大允许腐蚀深度d C，最终根据前述数值计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沿海地区输电线路杆塔腐蚀剩余寿命预测方法，其特征在于步骤包括：1)测量被预测杆塔的塔材剩余镀锌层平均厚度dZn；2)测量被预测杆塔的塔材腐蚀严重区域的最小剩余厚度t，将被预测杆塔的塔材原始厚度h减去所述最小剩余厚度t得到被预测杆塔的塔材最大腐蚀深度d；3)确定被预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率vFe和锌腐蚀速率vZn；4)获取被预测杆塔所处沿海地区的塔材最大允许腐蚀深度dC；5)根据式(1)所示函数表达式计算被预测杆塔的腐蚀剩余安全寿命；RL＝1000(dC‑d)÷vFe+dZn÷vZn                (1)式(1)中，RL为被预测杆塔的腐蚀剩余安全寿命，dC为被预测杆塔所处沿海地区的塔材最大允许腐蚀深度，d为被预测杆塔的塔材最大腐蚀深度，dZn为被预测杆塔的塔材剩余镀锌层平均厚度，vFe为被预测杆塔所处沿海地区的铁腐蚀速率，vZn为被预测杆塔所处沿海地区的锌腐蚀速率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军君，胡波涛，欧阳克俭，李明，王军，胡加瑞，龙毅，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11