Введение
Воздушные линии электропередач (ЛЭП) являются главным элементом электрической сети для передачи электрической энергии от электростанции до потребителя. Аварии на них могут оказать негативное влияние как на промышленность, так и на жизнь простых людей. Поэтому ЛЭП должны обладать долговечностью и прочностью.
Основной причиной аварий является воздействие погодных условий на состояние опор. Происходит их износ и снижение срока эксплуатации. Одним из таких воздействий является коррозия.
Раньше срок эксплуатации составлял ЛЭП 50 лет. В наше время инженеры установили необходимость увеличить данную цифру. Из-за этого при создании проекта уделяется внимание высокому качеству защиты от коррозии. Также это делается для эксплуатируемых линий.
Антикоррозийная защита является важнейшим пунктом бесперебойной работы ЛЭП. В нашей стране свыше половины всех опор имеют износ 50% и выше от срока эксплуатации. Стоимость металла в последние годы резко увеличилась.
Поэтому проблема защиты ЛЭП от коррозии сейчас актуальна. Об этом и пойдет речь в данной статье.
Лакокрасочные покрытия (ЛПК)
В РФ и Европе лакокрасочные покрытия защищали и защищают опоры линий электропередач. Необходимо раз в определенный период времени (например, раз в 10 лет) проводить обработку частей опоры в течение всего срока эксплуатации ЛЭП.
Очень важно, чтобы краска была лучшего качества. Цена качественной краски на 1 кв.м. составляет 4-6 тыс. долларов США, а сама окраска опоры обходится уже в 40-52 тыс. долларов США.
Линии электропередач — это конструкция решетчатого типа, состоящая из множества уголков, кромок и различных болтовых соединений. В современные опорах вместо болтов используют сварку, однако старые образцы существуют до сих пор и вызывают большие трудности при антикоррозионной обработке лакокрасочными материалами.
Работа с ЛЭП осложняется еще несколькими факторами:
1) Большая высота (до 200 м.);
2) Отсутствие плоских поверхностей;
3) Опасные условия при нанесении лакокрасочного покрытия;
4) Ограниченное время работы;
5) Затруднения при контроле выполненной работы.
Учитывая данные особенности, ЛКП должны обладать следующими свойствами:
1) высоким показателем проникновения краски;
2) созданием равномерной пленки;
3) покрытием труднодоступных мест
4) легким нанесением на неочищенный участок;
5) эластичностью;
6) небольшим содержанием ядовитых веществ;
7) стойкостью к погодным явлениям;
8) высокой скоростью затвердевания;
Выполнение всех этих требований невозможно. В наше время самыми лучшими считаются покрытия, в основе которых лежат однокомпонентные краски и алкидные смолы. Для правильной покраски поверхности такие краски необходимо нанести в три слоя. Их суммарная толщина составляет 120-200 мкм.
Эпоксиэфирные грунты хорошо себя зарекомендовали тоже. Для их нанесения используют кисть, а после высыхания они образуют на поверхности слой толщиной 60 мкм. В Грунт проходит во все труднодоступные участки, пораженные ржавчиной, препятствуя ее распространению. Он обладает сильной адгезией (сцеплением краски с поверхностью металла) и соответствует всем нормативам и требованиям.
Поливиниловые и хлорвиниловые краски раньше пользовались большим спросом. Но в наше время они больше не применяются по причине высокого содержания вещества хлора, что приводит к загрязнению атмосферы. В Европе металлы, покрытые такой краской, заводы отказываются принимать.
Эпоксидные, полиуретановые краски широко не применяются для защиты ЛЭП из-за ряда проблем:
1) маленький срок эксплуатации;
2) трудности при нанесении и удалении краски;
3) содержание вредных веществ.
Поэтому как в нашей стране, так и в мире самым распространенным способом защиты от коррозии является нанесение на части опоры цинкосодержащих красок. Речь Об этом пойдет далее.
Цинк
Очень давно было установлено, что металл от коррозии на долгий срок смогут защитить краски, содержащие цинк, что обусловлено уникальными свойствами этого вещества.
Цинк – это бело-серебристый непрочный металл. Температура его плавления 420° С, плотность 7,1 г/см3.
Вода практически не влияет на цинк. Причиной этого является то, что на поверхности данного металла при взаимодействии с водой образуется гидроксид, препятствующий процессу протекания коррозии. Когда цинк находится в воздушном пространстве, на его поверхности образуется прочная пленка, называемая карбонатом цинка. Она также препятствует процессу коррозии.
Есть два типа оцинковки: горячая и холодная.
При горячей оцинковке металлическое изделие погружается в расплавленный цинк с температурой около 460° С. После этого готовое изделие вынимается уже покрытое цинком. Но такой способ редко применяется из-за больших энергозатрат и трудоемкости. Для опор линий электропередач он невозможен по причине их габаритов.
Поэтому для ЛЭП применяется холодная оцинковка.
Холодная оцинковка
Холодная оцинковка – это процесс покраски поверхности специальной цинкосодержащей краской. При работе с ней пользуются теми же способами, что и при применении полимерных красок. В итоге, образуется покрытие, обладающее теми же свойствами, что и покрытие, которое обрабатывали горячей оцинковкой.
Такой тип оцинковки имеет ряд преимуществ по сравнению с горячей:
1) поддаются оцинковке поверхности любых размеров;
2) поверхность, которую нужно оцинковать не требует специальной предварительной обработки;
3) можно оцинковать сварные швы;
4) несложный ремонт поврежденных участков, покрытых цинком;
5) сцепление как с поверхностью, так и с другими красками;
6) простота и низкая энергозатратность;
7) цинкосодержащую краску можно наносить и кистью, и валиком, и распылителем.
Холодная оцинковка является наиболее прочной и долговечной. Этот способ защиты в нашей стране широко применяется уже более 20 лет.
Преимущества цинкосодержащих красок перед обычными лакокрасочными покрытиями:
1) слой такого типа краски защитит опору на срок от 15 до 20 лет;
2) краска устойчива к перепадам температур;
3) краска является экологически чистой и пожароустойчивой;
В РФ цинкосодержащие краски производят такие предприятия как «Уралавтохим» и «ВМП». За рубежом наиболее известные крупные фирмы Stelpaint, Хемпель, Зинга и др.
Холодная оцинковка имеет еще одно преимущество над горячей. Это связано с тем, что в РФ очень мало заводов, которые способны провести полный цикл цинкования, что необходимо при горячей оцинковке. Поэтому затраты на перевозку изделий, покрытых цинком, приравниваются к затратам на их создание.
В 1997 году было проведено совещание инженеров ассоциации «Энергостройпром» по использованию цинковых составов, направленных на защиту от ржавчины металлических изделий в электрических сетях. Было принято решение запустить в производство ЦИНОЛ и ЦВЭС для предотвращения коррозии опор ЛЭП при условии горячей оцинковки. Такие лакокрасочные материалы отличаются экологичностью, простотой нанесения и долгти сроком службы.
Решения на совещании были приняты на основе опыта использования красок, содержащих цинк, в промышленности. ЦВЭС, которое используется уже на протяжении 25 лет, было направлено для защиты от коррозии на ЛЭП 500 кВ, на электрической сети Свердловской железной дороги и на автомобильных мостах в Москве.
Использование цинкосодержащих красок, таких как полистирол, эпоксидная смола, полиуретановый лак, помогает создавать схемы покрытий, защищающих от коррозии практически в любых погодных условиях (от 60 до 410 ° С).
Поэтому цинкосодержащие краски широко применяются в нашей стране не только в энергетике, но и во многих других сферах.
Другие области применения покрытий на основе цинкосодержащих красок
Краски с большим содержанием цинка широко применяются в сферах:
Заключение
Сегодня электрические сети протянулись на тысячи километров по всей стране. Для бесперебойной подачи электроэнергии в каждый дом необходимо следить не только за уровнем электропотока, но и за состоянием опор линий электропередач.
В данной статье мы подробно рассмотрели все основные особенности работы по покраске ЛЭП, а также описали физические и химические свойства лакокрасочных материалов для защиты опорных конструкций.