[發(fā)明專利]接地網(wǎng)鋁銅偽合金防腐蝕涂層及其噴涂方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910016099.3
• 申請日: 2009-07-07
• 公開（公告）號: CN101593878A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉民;姚金霞;李辛庚;閆風(fēng)潔
• 申請（專利權(quán)）人: 山東電力研究院
• 主分類號: H01R4/66
• 分類號: H01R4/66;C23C4/08;C23C4/12
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 李桂存

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種接地網(wǎng)鋁銅偽合金防腐蝕涂層及其噴涂方法，具體是涉及一種電力系統(tǒng)接地網(wǎng)鋁銅偽合金防腐蝕涂層及其噴涂方法。

(二)背景技術(shù)

接地網(wǎng)是發(fā)電、變電和輸電系統(tǒng)安全運行的重要保障之一。目前接地網(wǎng)存在的主要問題是接地電阻值超標(biāo)、接地電阻值不穩(wěn)定和接地體的腐蝕，且前兩個問題往往與后一問題有很大關(guān)系。接地網(wǎng)被埋在地下，由于土壤成分及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，接地網(wǎng)極易腐蝕，一般接地網(wǎng)10年腐爛，快的3～4年已腐爛。接地網(wǎng)腐蝕導(dǎo)致接地電阻升高，不能滿足接地網(wǎng)設(shè)計要求，在遭受雷電或短路時引起事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于地網(wǎng)工程的隱蔽性，原則上對于接地網(wǎng)設(shè)計一般變電所年限不應(yīng)小于30年，重要樞紐變電站的地網(wǎng)壽命應(yīng)按50年考慮。因此研究接地網(wǎng)的腐蝕與防護(hù)技術(shù)成為國際學(xué)術(shù)界十分活躍的課題。

目前國內(nèi)常用的接地材料一般是熱鍍鋅鋼和銅。其中熱鍍鋅鋼由于鍍鋅層厚度有限，耐蝕性不是很好，一般運行8～10年就會出現(xiàn)嚴(yán)重的銹蝕；并且熱鍍鋅容易產(chǎn)生ZnOx塵霧，影響工人的健康。而銅雖是良好的接地導(dǎo)電材料，耐土壤腐蝕能力強，銅接地網(wǎng)的壽命能保證可靠運行25～30年；但銅屬于重金屬，易污染土壤，我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB15618-1995中規(guī)定土壤中銅的最高含量要低于400mg/kg，而且銅的價格高，其接地網(wǎng)造價是鍍鋅鋼的5～6倍。此外，加大接地體截面是解決接地網(wǎng)腐蝕的有效手段之一，但加大接地體截面增加了鋼材的消耗量，并且增加了施工難度。

(三)發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供了一種接地網(wǎng)鋁銅偽合金防腐蝕涂層及其噴涂方法，使電力系統(tǒng)接地網(wǎng)導(dǎo)電性能和防腐蝕性能較好，且成本較低。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，即一種接地網(wǎng)鋁銅偽合金防腐蝕涂層，該涂層由銅和鋁兩種有色金屬均勻噴涂而成，且這兩種金屬的含量(重量)：銅為14％-21％，余量為鋁，且涂層厚度為100μm～300μm。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種接地網(wǎng)鋁銅偽合金防腐蝕涂層的噴涂方法，其包括以下步驟：

a)清潔并粗化待噴涂碳鋼表面；

b)然后把鋁絲和銅包鋁絲作為電弧的兩極使用電弧噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂，至噴涂表面形成100μm～300μm涂層，該涂層含量(重量)銅為14％-21％，余量為鋁。

根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案，由于鋁在土壤中易氧化生成三氧化二鋁氧化膜，氧化膜具有很好的耐腐蝕性。而銅在土壤中具有良好的導(dǎo)電性和耐土壤腐蝕性，原因是銅在土壤中生成銅的水合氧化物和硫酸鹽具有較好的導(dǎo)電性，同時具有較慢的生長速率，對基體有保護(hù)作用。鋁的氧化物不導(dǎo)電，少量銅元素的加入增加了涂層的導(dǎo)電性，能保證電力系統(tǒng)可靠接地，并能滿足GB15618-1995中對銅含量的要求。采用電弧噴涂的方法獲得的鋁銅偽合金涂層具有很好的熱穩(wěn)定性，且金相結(jié)構(gòu)均勻。

本發(fā)明的鋁銅偽合金涂層在高溫、高速下與基體結(jié)合為一體，可以滿足接地網(wǎng)耐腐蝕、導(dǎo)電和熱穩(wěn)定性的要求，工藝簡單，價格便宜，降低了電力系統(tǒng)接地網(wǎng)的成本。并經(jīng)檢驗，噴鋁銅偽合金涂層的材料耐腐蝕性和導(dǎo)電性均好于鍍鋅鋼。

上述接地網(wǎng)鋁銅偽合金防腐蝕涂層的噴涂方法，采用噴砂預(yù)處理工藝清潔并粗化待噴涂碳鋼表面。

在所述噴涂過程中，需將熔化的金屬霧加速到超音速，噴向工件而形成涂層。

(四)具體實施方式

下面對本發(fā)明的技術(shù)方案作示例性說明：

實施例1：Cu?14％，余量為Al(重量百分比)。

按照實施例設(shè)計的組份配比，將Φ2.05銅包鋁絲與Φ3鋁絲配合，采用TLAS-Ⅲ型高性能電弧噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂。Φ2.05銅包鋁絲和Φ3鋁絲作為電弧噴涂的兩極均勻送進(jìn)絲材，引弧后，均勻送進(jìn)的絲材在電弧作用下熔化，壓縮空氣經(jīng)拉伐爾噴嘴加速后把熔化的金屬霧化，并將霧化的熔滴加速到超音速，噴向經(jīng)噴砂處理過的碳鋼表面形成厚度為100μm～300μm涂層。這里的噴涂厚度為允許公差范圍，在該范圍內(nèi)，可以有效起到防腐蝕作用，并節(jié)約成本。