[发明专利]一种输电线路杆塔长效防腐合金镀层及其制备工艺

说明书

技术领域

属于电力行业输电线路杆塔金属材料的热浸镀技术领域，该发明主要应用于电力行业的输电线路杆塔的表面热浸镀防腐。

背景技术

根据中国腐蚀与防护学会提供的资料，中国每年钢铁腐蚀损失约为5000亿元，占国民生产总值的6％，如果采取有效的防护措施可使损失减少20-30％。热镀技术提供了良好的钢铁防大气腐蚀方法。

输电线路杆塔的防腐技术主要是热浸镀锌，在海洋环境下同时还采用油漆和涂料防腐技术并用的方法。输电线路杆塔在钢结构中占有很大的比重，镀锌能力比较大的工厂都分布在输电铁塔制造企业。因此，输电线路杆塔长效防腐技术水平的提高，对于减少钢材的腐蚀，延长输电线路杆塔服役年限，提高输电线路的投入产出比，效益十分显著。

通过在锌液中添加合金成分的方法，热镀过程中在钢材表面沉积一层合金镀层，提高热镀层的耐腐蚀性能，从而提高热浸镀构建的防腐蚀寿命，降低镀层厚度，既提高了热浸镀构件的耐腐蚀寿命，节约镀液的消耗，节约资源和能源，降低排放，具有较高的经济和社会效益。因此，合金热浸镀层在世界范围内的研究比较活跃。目前出现的合金镀层有铝锌合金镀层，锌镍合金镀层，锌钛合金镀层等，其目的在于控制镀锌过程中硅的活性，在提高镀层寿命方面也取得了一定的成效，但是由于成本高，技术不成熟等原因都没有得到大规模的推广和应用。

目前大气环境改变，大气中硫化物、氮氧化物等腐蚀性气体含量增加，酸雨环境下的输电线路杆塔腐蚀加快，沿海地区的海洋环境腐蚀严重，输电线路每两年都要进行再次的防腐处理，成本较高，同时还需要停电处理，经济损失严重。研制和开发适合于输电线路杆塔长效防腐、技术性和经济性较好的合金镀层，提高输电线路杆塔在复杂腐蚀环境条件下的防腐寿命，降低输电线路防腐和运行成本具有重要意义。

本发明主要是开发了用于输电线路杆塔长效防腐的热浸镀用锌铝镁稀土合金镀液与合金镀层，输电线路杆塔在复杂腐蚀环境条件下采用锌铝镁稀土合金镀液热浸镀与得到的该合金镀层在国内外文献中还未见报道。

发明内容

本发明主要致力于提高电力行业输电线路杆塔热浸镀层的防腐蚀寿命。由于合金比纯金属的耐腐蚀能力强，因此采用合金化的方法，设计了合适的镀层合金系统，解决输电线路杆塔热浸镀层的合金化问题。本发明提供一种适合于输电铁塔在复杂腐蚀环境条件下耐含硫大气腐蚀、酸雨腐蚀与海洋环境腐蚀的长效防腐寿命的镀层合金系统，防腐蚀寿命为热浸镀纯锌的2倍以上。

一种输电线路杆塔长效防腐合金镀层，其特征在于，合金镀层中具有以下质量含量的合金元素：锌：32～55％，铝：43～65％，镁：0.5～8％，稀土镍：0.5～3％，钛：0.01～0.2％。

其中各个成分作用如下：

锌：主要合金成分，形成合金镀层，在腐蚀过程中牺牲其自身，保护杆塔结构件基体金属。

铝：主要合金成分，与锌等形成金属间化合物，提高耐腐蚀性能。在热浸镀过程中，铝在合金晶体生长过程中，上浮到镀层的表面，腐蚀过程中生成氧化铝保护膜阻值腐蚀的进一步进行，发挥铝的防腐蚀优势，提高整体镀层的耐腐蚀寿命。

镁：微合金化元素，提高镀层的耐腐蚀性。

稀土镍：微合金化元素，改善镀层合金的性能，细化镀层合金晶粒，消除镀层金属中杂质的危害，提高镀层的耐腐蚀性能。

钛：微合金化元素，提高镀层的耐腐蚀能力，发挥钛合金的防腐蚀优势。

本发明的合金镀层的制备采用现有的热浸镀工艺装备，主要有以下步骤：

镀件进行热浸镀前的脱锈、脱脂、助镀与烘干处理；

将镀件放到按照上述输电线路杆塔长效防腐合金镀层的合金配方的镀液中，镀液温度430℃-450℃，浸镀镀3～10分钟；

将镀件从热浸镀锅中取出，放到钝化液中钝化；

将钝化好的镀件清洗，包装。

该合金镀层，热浸镀工艺简便，现有的热镀锌装备完全可以满足生产需要，热镀工艺温度比现有镀锌温度降低20～40℃，前后处理可以采用现有热镀锌的处理工艺，镀后表面光洁高，合金层厚度均匀，镀层厚度大于86μm，热浸镀时间3～10分钟。

具体实施方式

所有实施方式都是采用现有的热浸镀工艺装备，按照前面所有的工艺步骤：

采用合金成分为表1的合金浸镀液，镀液温度430℃，热镀角钢为L100×4，浸镀时间3分钟镀层成分见表1，镀层厚度，95μm  。

采用表2的合金浸镀液，镀液温度440℃，热浸镀角钢L200×10，浸镀时间6分钟，镀层成分见表2，镀层厚度105μm  。