腐蝕是造成電網設備壽命降低和性能劣化的重要因素之一。福建省大氣環境具有高溫、高濕、高鹽霧的特征,省內大氣腐蝕等級達到C4(重腐蝕等級)和C5(極重腐蝕等級)的地區分別占全省面積19.5%和6.3%。在新型電力系統建設過程中,大量新型智能設備的應用對腐蝕防護提出了更高要求。如何提升電網設備的抗腐蝕能力,是長期困擾福建電網科研人員的難題。
國網福建省電力有限公司堅持“科技創新、標準制定、工程應用”三位一體融合發展的工作思路,以腐蝕控制全生命周期標準化與設備延壽為目標,持續開展科技創新工作,積極將工作成果轉化為標準。2021年8月,福建電力科學研究院組建了電工新材料應用關鍵技術科技攻關團隊,對電網設備的新材料應用、腐蝕與防護技術和關鍵部件性能檢測開展研究。
該團隊研究發現,設備差異化設計不到位、防腐施工工藝標準執行不充分等是造成設備腐蝕的主要原因。“與其他行業相比,電力設備的最大特點是需要長期通電,電流會影響材料的腐蝕電化學過程,但國際標準化組織(ISO)發布的ISO 9227等國際標準體系主要針對常規運用工況下的金屬材料腐蝕測試,無法直接應用在電力設備上。”福建電科院副主任研究員、團隊負責人夏曉健介紹。
近年來,該團隊持續開展導體材料在電流、磁場、電場等影響下的腐蝕機理研究,于2023年6月牽頭立項ISO TR 22801《金屬和合金的腐蝕 交流電條件下導體材料腐蝕測試方法》國際標準,通過規范試樣、測試設備、測試方法、測試步驟等方面的技術要求,提出針對導體材料帶電條件下的腐蝕行為測試方法,為導體材料的腐蝕機理及腐蝕防護措施研究提供了新思路。
福建地區眾多電網設備長期暴露在沿海大氣環境中,受二氧化硫等腐蝕介質影響,易導致性能下降與壽命降低。準確的大氣腐蝕性等級評估是開展電網設備腐蝕防護的基礎。ISO 9223至9226系列標準規范了大氣腐蝕性等級分級方法,被廣泛應用于石油化工、交通、冶金等行業。
該團隊發現,這些系列標準技術在實際使用中存在兩個主要問題:未規定二氧化硫采樣時間、速率等,影響了檢測效果;在氯離子采樣中應用的統一的線性換算公式,不能準確反映不同氯離子沉降水平條件下各種采樣方法之間的結果相關性。
為此,該團隊對二氧化硫連續測量法、氯離子濕燭法和干片法開展對比分析,修訂二氧化硫采集參數與氯離子沉積量換算公式,進一步提升電網設備服役環境大氣腐蝕性等級劃分的準確性。6月28日,在第36屆國際標準化組織“金屬和合金的腐蝕”技術委員會(ISO/TC 156)年會上,ISO 9225《金屬和合金的腐蝕 大氣腐蝕性 影響大氣腐蝕性環境參數的測量》國際標準通過專家審議并獲批立項。
“通過扎實推進科技創新成果向技術標準轉化,我們先后兩次在材料腐蝕國際標準領域取得了立項突破,這體現了我國在防腐蝕標準領域國際影響力和話語權的提升。推動相關標準的落地應用,是我們需要長期堅持的工作方向。”福建電科院科技部副主任李超說。(夏曉健 林德源 郭清梅)
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