一種用于重腐蝕環境的長壽命架空地線及其鍍層制造技術

本發明專利技術公開了一種用于重腐蝕環境的長壽命架空地線及其鍍層，該鍍層是由金屬鍍液制備得到，該金屬鍍液由以下重量百分數的各組分組成：鋁25％-65％、鎂1％-2.5％、含鈰稀土0.2％-1.5％、鉬0.1-0.2％、釩0.05％-0.1％、余量為鋅。本發明專利技術針對架空地線耐腐蝕防護，提供具有高合金含量，達到鋅鋁鎂合金鍍層各項性能要求，實現架空地線表面制備高耐蝕、長壽命的防腐鍍層。能廣泛適用于重腐蝕環境環境(如沿海地區、酸雨地區、工業污染區等)的架空地線長壽命、免維護時間不小于15年的要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋼鐵材料表面鍍覆工藝
，特別涉及用于重腐蝕環境的長壽命架空地線及其鍍層。
技術介紹
腐蝕是在鋼鐵材料和環境介質在相界面反應作用的結果，據估計全世界每年因腐蝕報廢的鋼鐵約占年產量的30％，每年生產的鋼鐵約10％完全成為廢物。傳統架空地線鍍鋅防護層受到自然環境惡化和輸電線路電磁環境的影響，腐蝕速率日趨加快，大大縮短了其使用周期，在重腐蝕環境環境中(如沿海地區、酸雨地區、工業污染區等)，一般5～8年后發生明顯銹蝕，其使用壽命不足10年，不得不進行整體更換，大大增加了維護成本，降低了電網安全性。尤其是在強電場、雷擊等電磁場環境中，電磁效應會加劇鍍層的腐蝕。架空地線采用鋅鋁鎂稀土防護鍍層比純鋅防護鍍層擁有更優異的耐蝕性能，成為目前研究熱點。在工業化生產過程中，鋁、鎂、稀土與架空地線鋼基體反應要求高，不僅會影響到防護層的表面質量，而且會造成防護層粘附性下降導致漏鍍。因此需要研究在雷擊、強電場等電磁場環境下架空地線新型的防腐蝕工藝。SamuelR.Cross.等[Computationaldesignandoptimizationofmultilayeredandfunctionallygradedcorrosioncoatings.CorrosionScience.2013,77,297-307]研究了鋅鋁鎂合金鍍層耐腐蝕影響，指出Al、Mg、稀土元素對防護層表面影響和防護鍍層整體的耐蝕性能提升。S.Schürz等[ChemistryofcorrosionproductsonZn-Al-Mgalloycoatedsteel.CorrosionScience.2010,52(10),3271-3279]制備的高Al、Mg配比鋅鋁鎂鍍層，具有優異的耐蝕性能，但同樣存在成分偏析導致的鍍層局部耐蝕性能差現象。中國專利《一種架空地線鋅鋁鎂稀土防腐鍍層及其制備方法》、申請號為201410789435.9公開了一種架空地線鋅鋁鎂稀土防腐鍍層，該防腐鍍層是由(以質量分數計)鋁25％-55％、鎂3％-6％、含鈰稀土0.5％-2％、余量為鋅，但是出現銹點時間僅為700h，成本高，使用壽命較短，不具備在極端惡劣條件下使用的要求。中國專利《一種輸電線路架空地線熱浸鍍鋅合金鍍層及其制備工藝》、申請號為201410261130.0公開了一種輸電線路架空地線熱浸鍍鋅合金鍍層，該鍍層采用以下質量分數的原料制成：鋁3～8％、鎳0.01～3％、稀土0.02～3％，余量為鋅。但是耐腐蝕性和耐磨性低，并且成本較高。
技術實現思路
為了解決現有技術中架空地線在重腐蝕環境中使用壽命短、耐蝕性能差等不足與問題，本專利技術提供了一種適用于架空地線的鋁、鎂含量高、使用壽命長、耐重腐蝕環境腐蝕、已實現工業化試生產的架空地線及制備工藝。為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種用于重腐蝕環境的長壽命架空地線的鍍層，該鍍層是由金屬鍍液制備得到，該金屬鍍液由以下重量百分數的各組分組成：鋁25％-65％、鎂1％-2.5％、含鈰稀土0.2％-1.5％、鉬0.1-0.2％、釩0.05％-0.1％、余量為鋅。優選的，所述金屬合金液中各組分的重量百分為：鋁25～35％、鎂1～1.5％、含鈰稀土0.2～0.8％、鉬0.1～0.15％、釩0.05～0.08％、余量為鋅。經過大量實驗驗證與分析，上述配比量的金屬合金液使得架空地線的鍍層的性能較優異。優選的，所述金屬合金液中各組分的重量百分為：鋁40～65％、鎂2～2.5％、含鈰稀土0.9～1.5％、鉬0.16～0.2％、釩0.085～0.1％、余量為鋅。經過大量實驗驗證與分析，上述配比量的金屬合金液使得架空地線的鍍層的性能較優異。優選的，所述金屬合金液中各組分的重量百分為：鋁40％、鎂2％、含鈰稀土0.8％、鉬0.15％、釩0.1％、余量為鋅。經過大量實驗驗證與分析，上述配比量的金屬合金液使得架空地線的鍍層的性能更加優異。優選的，上述鍍層采用金屬鍍液與助鍍劑共同制得，所述助鍍劑是由以下重量百分數的各組分組成：45～65％ZnCl2，2～8％CaF，1～5％CeCl2，1～10％CaCl2，0.1～1％H2O2，0.1～0.3％表面活性劑，余量為水。其中，所述表面活性劑優選為六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸鈉的混合物，六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸鈉的質量比為1～3:1。進一步優選的，所述助鍍劑是由以下重量百分數的各組分組成：60％ZnCl2，2％CaF2，4.2％CeCl2，8.5％CaCl2，0.5％H2O2，0.2％表面活性劑(六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸鈉按照2.5:1的重量比例混合而成)，余量為水；經過大量實驗驗證與分析，上述特定質量分數的助鍍液使得架空地線的鍍層的各項性能最好。本專利技術還提供一種涂覆上述鍍層的用于重腐蝕環境的長壽命架空地線，是通過以下制備方法制得的，包括以下步驟：(1)將經脫脂、酸洗、堿洗后的架空地線鋼絲，進入70～95℃的助鍍劑中0.3～0.6min，干燥，得到助鍍鋼絲；(2)將助鍍鋼絲進入熱浸鍍合金液中，在430～470℃浸鍍45～105s，干燥，干燥過程中進行惰性氣體保護，即得。步驟(1)中，優選的，所述助鍍劑是由以下重量百分數的各組分組成：45～65％ZnCl2，2～8％CaF，1～5％CeCl2，1～10％CaCl2，0.1～1％H2O2，0.1～0.3％表面活性劑，余量為水。其中，所述表面活性劑優選為六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸鈉的混合物，六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸鈉的質量比為1～3:1。進一步優選的，所述助鍍劑是由以下重量百分數的各組分組成：60％ZnCl2，2％CaF2，4.2％CeCl2，8.5％CaCl2，0.5％H2O2，0.2％表面活性劑(六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸鈉按照2.5:1的重量比例混合而成)，余量為水；經過大量實驗驗證與分析，上述特定質量分數的助鍍液使得架空地線的鍍層的各項性能最好。步驟(2)中，優選的，將助鍍鋼絲以設定傾角浸入熱浸鍍合金液中，所述傾角為35°-65°，即鋼絲與熱浸鍍合金液液面的夾角為35°-65°。步驟(2)中，所述惰性氣體保護的出氣量2-5L/min。步驟(2)中，所述惰性氣體為Ar+CO2的混合氣體。優選的，采用上述金屬鍍液和制備方法得到用于重腐蝕環境的長壽命架空地線鍍層的厚度為50-165μm。該架空地線的鍍層僅為50μm，鍍層厚度較小，成本降低，但是其性能卻沒有降低。熱浸鍍時，本專利技術優選采用中國專利201410789435.9中裝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于重腐蝕環境的長壽命架空地線的鍍層，該鍍層是由金屬鍍液制備得到，其特征是，該金屬鍍液由以下重量百分數的各組分組成：鋁25％～65％、鎂1％～2.5％、含鈰稀土0.2％～1.5％、鉬0.1～0.2％、釩0.05％～0.1％、余量為鋅。

【技術特征摘要】
1.一種用于重腐蝕環境的長壽命架空地線的鍍層，該鍍層是由金屬鍍液制備得到，其
特征是，該金屬鍍液由以下重量百分數的各組分組成：鋁25％～65％、鎂1％～2.5％、含鈰稀
土0.2％～1.5％、鉬0.1～0.2％、釩0.05％～0.1％、余量為鋅。
2.如權利要求1所述的鍍層，其特征是，所述金屬合金液中各組分的重量百分為：鋁
25～35％、鎂1～1.5％、含鈰稀土0.2～0.8％、鉬0.1～0.15％、釩0.05～0.08％、余量為鋅。
3.如權利要求1所述的鍍層，其特征是，所述金屬合金液中各組分的重量百分為：鋁
40～65％、鎂2～2.5％、含鈰稀土0.9～1.5％、鉬0.16～0.2％、釩0.085～0.1％、余量為鋅。
4.如權利要求1所述的鍍層，其特征是，所述金屬合金液中各組分的重量百分為：鋁
40％、鎂2％、含鈰稀土0.8％、鉬0.15％、釩0.1％、余量為鋅。
5.如權利要求1～4中任一項所述的鍍層，其特征是，所述鍍層采用金屬鍍液與助鍍劑
共同制得，所述助鍍劑是由以下重量百分數的各組分組成：45～65％ZnCl2，2～8％CaF，1～5％
CeCl2，1～10％CaCl2，0.1～1％H2O2，0.1～0.3％表面活性劑，余量為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭凱，李辛庚，岳增武，傅敏，王曉明，閆風潔，曹建梅，王學剛，李文靜，李曉宇，吳亞平，
申請(專利權)人：國網山東省電力公司電力科學研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：山東;37