钢芯铝绞线是单层或多层铝单丝线绞合在镀锌钢芯线外的加强型导线,广泛应用于电网输变电工程。在河北某输电施工现场发现,未架空的新钢芯铝绞线出现了严重腐蚀。该钢芯铝绞线运抵输电工程材料站后露天存放,存放时间为7个月。为此,笔者针对钢芯铝绞线进行了理化检验,以分析腐蚀机理和原因,提出改进建议。
图1和图2 为钢芯铝绞线不同位置的宏观形貌。通过观察发现,钢芯铝绞线的腐蚀点断续存在,腐蚀严重处在铝线单丝横截面上已经形成过半腐蚀,腐蚀产物初期呈白色胶状,经自然风干后呈现灰白色,并附着在导线单丝表面,显着区别于未发生腐蚀的银白色铝线。
从样品中截取一段表面光滑未腐蚀的铝绞线作为化学成分测试的试样,测试前需将铝绞线表面的氧化膜用细砂纸(800目)磨去,然后用酒精清洗,进行铝线中杂质含量的测定。
采用化学滴定法 测试了试样 中 各种元素的含量,经过计算得到铝的含量大于99.73%(质量分数),化学成分满足GB/T3190-2008中对1060纯铝的要求。
通过扫描电镜观察发现,铝基体中弥散分布着_相粒子,通过能谱分析表明其为FeAl3_相粒子。FeAl3与铝的电极电位不同,FeAl3的电极电位为-0.39~-0.58V,而铝的电极电位为-0.80V,两者的电极电位差为0.4V。当在一定含量的硫酸盐电解质溶液中,两者即形成了原电池,基体铝将作为阳极较易失去电子。在氧化物破损后,铝金属就会发生电化学腐蚀。
(1)环境中存在的含硫化合物溶解在雨水中形成硫酸盐或者亚硫酸盐,在相对封闭的环境中,水蒸气在铝绞线表面形成水膜,破坏了其表面氧化膜。
(2)铝金属中存在_相粒子FeAl3与铝金属形成腐蚀原电池,在含硫酸盐水膜的作用下,铝绞线发生快速腐蚀失效。
建议与措施
(1)铝杆在轧制时,应尽量降低其中铁元素的含量,提高自身的耐腐蚀性能。
(2)铝导线在运输时应保持干燥,并用塑料薄膜包裹,避免淋雨或受潮。
(3)铝导线应在干燥通风处贮存,一旦发现淋雨或受潮,应立即采取通风晾晒等措施促进水气蒸发。
(4)对于在工业大气环境中使用的导线,可涂抹防腐蚀涂料,避免酸雨腐蚀
钢芯铝绞线决定其质量特点的内容有两个方面。是钢芯铝绞线的生产工艺和技术水平,工艺水平和技术能力越高生产出来的钢芯铝绞线质量就越好。*二主要是钢芯铝绞线的原材料。没有质量合格的原材料怎么能够生产出好的产品呢:
硬质铝材料优点,是指铝合金中以Cu为主要合金元素的(含2.2—4.9%Cu、0.2—1.8%Mg、0.3—0.9%Mn、少量的硅, 硬铝其余是铝)一类铝合金,代号2XXX,常用的有2A11、2A12等。 硬铝有良好的机械性能,强度大(如2A12-T4抗拉强度可达469MPa以上)又便于加工,而且密度小,可作轻型结构材料。 一般的硬铝中,镁不**过2%。锰可提高强度和耐蚀性,但一般限制锰小于1%,加入少量的钛可细化晶粒,铁与硅均限制在小于0.5-0.6%,并希望铁硅比值大于等于一。
硬铝的缺点主要有:
1)耐蚀性不良,因此不得不在硬铝板材表面用轧制方法包一层工业纯铝(纯铝厚度占板材厚度3-5%)成为包铝硬铝。有包铝层时强度有所下降。
2)固溶处理温度范围窄,小于此温度不能发挥强化效果,而**出上限温度,又有产生晶界“过”的可能使晶粒聚集受到破坏。
3)焊接裂纹倾向大,用熔焊法有困难。
钢芯铝绞线具有结构简单、架设与维护方便、线路造价低、传输容量大、又利于跨越江河和山谷等特殊地理条件的敷设、具有良好的导电性能和足够的机械强度、抗拉强度大、塔杆距离可放大等特点。因此广泛应用于各种电压等级的架空输配电线路中。
一、首先护坡用钢绞线在使用中可能会出现实验机达不到额外实验力,出现这种状况的原因主要有两点,
1:送油阀有异物卡住,不能顺利作业,
2:液压体系会有走漏的可能性发生。处理这两种问题的办法就是拆开清洗送油阀,不好清洁的地方可以用牙刷对其进行冲刷,如果是漏油现象就能够将漏油处拧紧或更换上新的垫片,这样就会使钢绞线设备在运用过程中较安全较能带给人们带来方便。
二、护坡用钢绞线设备在运用过程中还有可能会呈现移动横梁升降不畅,出现这种状况的主要原因也有两点:
1:丝杆与机座孔间润滑不行或异物阻卡,
2:丝杆下部螺帽的判定螺丝松动。
遇到这种问题就比较长处理了,如果是这种问题咱们能够拆下丝杆下部的螺帽,建议油泵,用活塞将丝杆**出然后对其进行清洗,或加润滑油设备。如果是*二种状况那就较好处理了只需要查看偏重新装螺丝判定就可以了。
根据钢芯铝绞线的结构、材料特性和绞制特点,结合钢芯铝绞线在实际运行过程中的强度设计要求,利用ABAQUS 软件建立了钢芯铝绞线各层股线有限元模型,模拟钢芯铝绞线在运行过程中所受张拉力后的应力分布规律。
(1)对计算结果的分析表明,当钢芯铝绞线承受张拉力时,各层股线除了沿其自身轴向伸长之外,各层间还将相互挤压。由于外层股线没有沿径向的挤压力,外层股线应变比内层大。外层铝股受力要依次大于相邻内层,这与钢芯铝绞线的组成结构及实际断股事故的发生情况相符合,表明所建立的分层力学模型合理。
(2)初步研究表明,钢芯铝绞线在线夹出口处的受力较复杂,且等效应力受端面约束力的影响较大,在钢芯铝绞线覆冰和振动过程中,容易造成钢芯铝绞线与线夹接触处的疲劳断股。因此,在安装钢芯铝绞线时应重点保护线夹出口处钢芯铝绞线。
钢芯铝绞线的力学性能和强度设计直接关系到输电线路的可靠性和电网的安全运行,本文通过对钢芯铝绞线不同层股线的载荷与应力分布研究,结合线路的电压等级、输送能力、强度、寿命、环境影响、经济性等多方面的因素,可以对钢芯铝绞线的力学性能进行准确的分析和计算校核,以满足不同需要及外界条件的需求,也可作为钢芯铝绞线优化设计和合理选择的参考。
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