01 導(dǎo)讀  

近期小編觀察發(fā)現(xiàn)國網(wǎng)、南網(wǎng)科技項(xiàng)目中均涉及耐候鋼在輸變電工程中的應(yīng)用，特此在學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫中查找最先研究這項(xiàng)技術(shù)的論文，發(fā)現(xiàn)較早應(yīng)用研究的就是我們國網(wǎng)基建部的領(lǐng)導(dǎo)，并在2016年就已經(jīng)開始推廣應(yīng)用，特轉(zhuǎn)發(fā)此論文，供大家學(xué)習(xí)參考：

1國網(wǎng)關(guān)于耐候鋼應(yīng)用項(xiàng)目

2南網(wǎng)關(guān)于耐候鋼應(yīng)用項(xiàng)目

貴州院成功中標(biāo)耐候鋼輸電鐵塔綜合性能研究科技項(xiàng)目    2019年6月19日，中國電建集團(tuán)貴州電力設(shè)計(jì)研究院有限公司成功中標(biāo)貴州電科院 2019 年第一批科技項(xiàng)目集中招標(biāo)——耐候鋼輸電鐵塔綜合性能研究科技項(xiàng)目。該科技項(xiàng)目的成功中標(biāo)，標(biāo)志著耐候鋼這種綠色、高強(qiáng)產(chǎn)品在貴州電網(wǎng)乃至整個(gè)南網(wǎng)范圍內(nèi)的推廣使用又邁進(jìn)了一步。

耐候鋼簡(jiǎn)介

定義|耐候鋼，即耐大氣腐蝕鋼，是介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼系列，耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成，不改變冶煉方法，不改變鋼材機(jī)械性能，材料生產(chǎn)簡(jiǎn)便，應(yīng)用便利。

特點(diǎn)|具有優(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性；同時(shí)，與熱浸鋅鋼材相比，它具有良好的耐銹性，構(gòu)件抗腐蝕延壽、減薄降耗，省工節(jié)能等特點(diǎn)，能夠有效地減少環(huán)境污染，加快制造流程，減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，節(jié)約造價(jià)。

用途|耐候鋼主要用于鐵道、車輛、橋梁等長(zhǎng)期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)，以及集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺(tái)及化工石油設(shè)備中含硫化氫腐蝕介質(zhì)的容器等結(jié)構(gòu)件，在輸電鐵塔中卻鮮有使用。如若在輸電鐵塔中應(yīng)用成功，可省去其在惡劣環(huán)境中的涂裝維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)減少熱鍍鋅等環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境的污染，是符合鋼鐵綠色發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)品。

該科技項(xiàng)目的研究目標(biāo)為：自合同簽訂之日起，至2020年9月，通過對(duì)耐候鋼的耐候性、耐蝕性、力學(xué)性能、連接性能和生產(chǎn)加工特性等方面開展研究測(cè)試，驗(yàn)證耐候鋼鐵塔的綜合性能，最終使耐候角鋼替代傳統(tǒng)鍍鋅角鋼作為輸電鐵塔材料。

具體包括：

（1）現(xiàn)有輸電鐵塔銹蝕機(jī)理與原因分析；（2）自保護(hù)氧化層對(duì)鋼材強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響研究；（3）耐候鋼連接措施研究；（4）耐候鋼輸電鐵塔加工制造工藝要求研究；（5）耐候鋼輸電鐵塔真型試驗(yàn)；（6）全壽命周期內(nèi)耐候鋼鐵塔經(jīng)濟(jì)性分析研究。

耐候鋼輸電鐵塔綜合性能研究科技項(xiàng)目的成功實(shí)施，將進(jìn)一步提升我公司綜合科研能力，同時(shí)對(duì)推動(dòng)我國耐候鋼輸電鐵塔和耐候鋼的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。

論文摘要        

輸電鐵塔耐候鋼在不同大氣環(huán)境下的腐蝕行為  

作者：葛兆軍1，張強(qiáng)1，黃耀2，韓軍科2

（1. 國家電網(wǎng)公司，北京100031；2. 中國電力科學(xué)研究院，北京100192）    

摘要：為推廣耐候鋼在輸電桿塔中的應(yīng)用，試制了輸電鐵塔用高強(qiáng)高韌型耐候鋼。該型鋼具有優(yōu)異的力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度高達(dá)510 MPa， 抗拉強(qiáng)度達(dá)568 MPa， 總伸長(zhǎng)率大于27.5%， -40 ℃低溫沖擊功在89~176 J。采用SEM、XRD、EIS 等手段綜合評(píng)價(jià)了輸電鐵塔耐候鋼在4 個(gè)不同地方的耐腐蝕性能， 研究了耐候鋼在不同大氣環(huán)境中的腐蝕行為及其耐蝕機(jī)理。結(jié)果表明：輸電鐵塔耐候鋼銹層電阻隨暴曬時(shí)間增加而逐漸增大，銹層腐蝕產(chǎn)物主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4及一些非晶態(tài)腐蝕產(chǎn)物組成。河北曹妃甸地區(qū)耐候鋼保護(hù)性銹層最穩(wěn)定，輸電鐵塔耐候鋼適合在河北曹妃甸、北京良鄉(xiāng)和福建永泰地區(qū)使用， 暫不適合在福建平潭地區(qū)使用。

關(guān)鍵詞： 輸電鐵塔； 耐候鋼； 銹層電阻； 腐蝕產(chǎn)物

概述  

中國輸電線路長(zhǎng)期暴露在大氣中， 塔材腐蝕較為嚴(yán)重， 雖然采用鍍鋅鋼能緩解大氣腐蝕危害，但存在鍍鋅成本高、鍍鋅工藝污染環(huán)境和鍍鋅鐵塔后期需維護(hù)等問題， 因此亟須尋找新型防腐材料替代鍍鋅鋼。美國、日本、德國等在20 世紀(jì)60 年代已將耐候鋼應(yīng)用到輸電鐵塔中。美國曾于1961 年將無噴涂型耐候鋼材用于馬塞諸塞州Pittsfield 近郊輸電線路的鋼管桿上。1962 年， 在賓夕法尼亞的Brookville 建成2 座輸電鐵塔， 其后弗吉尼亞電力公司在一條560 km 長(zhǎng)的輸電線路鐵塔中全部使用了耐候鋼。這些線路已經(jīng)投運(yùn)50 年以上， 目前運(yùn)行狀況良好。日本也曾于1975 年在77 kV 雙回路角鋼試驗(yàn)塔中應(yīng)用SMA 系列耐候鋼， 最大角鋼規(guī)格為L(zhǎng)150×15， 該塔于10 年后拆除并進(jìn)行了耐腐蝕性能和機(jī)械性能試驗(yàn)。2000年， 日本還在33 kV 雙回路鋼管塔中應(yīng)用SMA 系列耐候鋼， 最大鋼管規(guī)格為D139.8×3.5， 最大角鋼規(guī)格為L(zhǎng)130×10， 連接螺栓均采用熱鍍鋅防腐。運(yùn)行結(jié)果顯示， 在工業(yè)大氣、海洋大氣和酸雨環(huán)境中， 耐候鋼的耐蝕性能均優(yōu)于普通碳鋼， 但耐候鋼構(gòu)件的接頭和基礎(chǔ)連接等節(jié)點(diǎn)處的腐蝕較為明顯。維蒙特工業(yè)有限公司在1998—2013 年為美國100 多條輸電線路工程供應(yīng)了A871 耐候鋼輸電桿塔。耐候鋼輸電線鐵塔在美國取得了較為廣泛的應(yīng)用。

耐候鋼在中國的輸電鐵塔方面的應(yīng)用研究較少。中國電力科學(xué)研究院在2006—2007 年采用濟(jì)鋼JT 系列耐候鋼完成了單片耐腐蝕性能和焊接性能試驗(yàn)， 但受冶金質(zhì)量的影響試樣的耐腐蝕性能未能達(dá)到預(yù)期效果。2009 年， 中國電力科學(xué)研究院完成了耐候冷彎角鋼鐵塔在廈門220 kV 梧侶—內(nèi)官線路的試點(diǎn)應(yīng)用， 為耐候鋼板材的工程應(yīng)用基本解決了材料供應(yīng)、冷彎加工等環(huán)節(jié)的主要技術(shù)問題。但輸電鐵塔耐候鋼均采用噴鋅工藝進(jìn)行防腐， 未裸露使用， 在使用三四年后， 底部存在繡液流掛嚴(yán)重等問題， 且非裸露使用， 阻礙了耐候鋼表面銹層的穩(wěn)定化形成過程。為進(jìn)一步提高中國輸電線路的節(jié)能環(huán)保性，推廣耐候鋼在輸電線路的應(yīng)用， 開展新型耐候鋼在中國典型地區(qū)的大氣暴露試驗(yàn)， 對(duì)新型耐候鋼的耐腐蝕性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)， 對(duì)提高中國電網(wǎng)防腐技術(shù)水平和提高輸電線路安全性具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)材料及方法  

傳統(tǒng)耐候鋼和新型耐候鋼的化學(xué)成分如表1所示。

傳統(tǒng)耐候鋼主要采用添加Cu、P、Cr 和Ni等抗腐蝕性元素進(jìn)行耐候設(shè)計(jì)， 而新型耐候鋼主要采用低碳低磷微合金化的成分設(shè)計(jì)思路。新型耐候鋼在不降低耐候性能的同時(shí)， 可以顯著提高鋼的強(qiáng)度（Nb 微合金化彌補(bǔ)C 降低引起鋼強(qiáng)度下降）和韌性（低P 和低S 成分可以顯著提高鋼的韌性）。在2250 生產(chǎn)線上試制了2 卷Q420 耐候鋼，試制軋制參數(shù)控制如表2 所示。

試制后的耐候鋼為6.0 mm 厚的板材， 將板材冷彎成L90×6 規(guī)格角鋼， 用角鋼搭建成1.2 m 高的電力鐵塔模型， 分別放置于河北曹妃甸（北方海洋大氣）、北京良鄉(xiāng)（北方鄉(xiāng)村大氣）、福建平潭（南方沿海環(huán)境） 和福建永泰梧桐（南方鄉(xiāng)村大氣）4 處。需要對(duì)出廠的耐候鋼進(jìn)行力學(xué)性能（GB/T228—2002）、沖擊性能（GB/T 1591—2008）和彎曲性能（GB/T 232—2010） 指標(biāo)檢驗(yàn)， 檢驗(yàn)合格才可制成小型電力鐵塔。對(duì)暴露的新型耐候鋼電力塔架， 分別在第3、6、9 和15 個(gè)月時(shí)采用人工鋸切的方式在電力鐵塔的頂部和底部進(jìn)行取樣， 采用掃描電鏡（SEM）、電化學(xué)裝置（EIS）和X 射線衍射儀（XRD）對(duì)耐候鋼的抗大氣腐蝕行為進(jìn)行綜合分析評(píng)估。銹層形貌分析過程為：在電力鐵塔上切取金相試樣， 用5%（體積分?jǐn)?shù)）濃度的硝酸酒精進(jìn)行超聲波清洗， 以ZEISS ULTRA 55 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察銹層表面和截面形貌。

電化學(xué)分析過程為：采用4 通道的METEK 儀器設(shè)備， 典型三電極系統(tǒng)進(jìn)行電化學(xué)分析。鉑片作為對(duì)電極， 飽和甘汞電極（SCE）作為參比電極，帶銹鋼基體為工作電極。分別測(cè)量樣品的極化曲線和交流阻抗譜。在0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）NaCl 水溶液中分別測(cè)試極化曲線（掃描速度為5 mV/min）和交流阻抗（振幅為10 mV， 頻率范圍10-2~106 Hz）。銹層成分分析過程為：對(duì)從電力塔架頂部和底部銹刮下來的銹層粉末， 采用X 射線衍射儀（XRD）進(jìn)行物相分析， 2θ 的范圍是10°~60°， 掃描速度為2.0°/min， 靶材為銅靶， ZnO 作為內(nèi)標(biāo)物， ZnO 與腐蝕產(chǎn)物的質(zhì)量比為3∶7， 以此測(cè)出腐蝕產(chǎn)物中α-FeOOH， β-FeOOH， γ-FeOOH 以及Fe3O4的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 力學(xué)性能    

傳統(tǒng)耐候鋼的力學(xué)性能指標(biāo)分別為：屈服強(qiáng)度345~450 MPa， 抗拉強(qiáng)度390~510 MPa， 總伸長(zhǎng)率在20%~28%， -40 ℃沖擊功≤30 J。新型耐候鋼力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果如表3 所示， 不同位置的板材彎曲性能合格， 從力學(xué)性能指標(biāo)來看， 新型耐候鋼板具有優(yōu)越的高強(qiáng)高韌性能。

2.2 銹層形貌觀察    

輸電鐵塔服役場(chǎng)所特征的不同， 使得輸電鐵塔不同位置不同結(jié)構(gòu)的耐候鋼材料腐蝕存在一致性差異， 也存在銹層穩(wěn)定化周期長(zhǎng)短不一的情況。為了解輸電鐵塔不同位置材料的一致性， 利用掃描電鏡觀察河北曹妃甸地區(qū)耐候鋼頂部和底部的截面銹層， 發(fā)現(xiàn)頂部和頂部的截面銹層有差異，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)， 15 個(gè)月后， 河北曹妃甸地區(qū)耐候鋼頂部銹層的厚度約為337 μm， 底部銹層厚度約為381 μm， 說明輸電鐵塔底部的腐蝕速率稍快于頂部區(qū)域， 具體截面形貌如圖1 所示。

分析頂部與底部?jī)烧叩牟町愒?4 μm， 這種差異率會(huì)隨著暴曬時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減少， 在耐候鋼鐵塔關(guān)鍵設(shè)計(jì)中， 會(huì)預(yù)留毫米級(jí)的腐蝕厚度， 因此， 耐候鋼不同位置不同結(jié)構(gòu)微米級(jí)的腐蝕差異對(duì)輸電鐵塔耐候鋼的通用性不會(huì)造成工程上的使用困難。觀察四地塔架銹層微觀形貌， 發(fā)現(xiàn)不同地域銹層形貌幾乎相同， 都是由條狀、球狀不同形貌的銹顆粒組成， 不同形貌的銹可填充銹層之間的縫隙，使銹層更加致密， 對(duì)水有一定的隔絕作用。

2.3 電化學(xué)測(cè)試    

為了分析輸電鐵塔不同部位耐腐蝕效果的差異， 對(duì)取自不同地區(qū)的塔頂和底部的試樣采用電化學(xué)工作站分別進(jìn)行極化曲線和交流阻抗測(cè)試。電化學(xué)交流阻抗譜的數(shù)據(jù)用ZSimpwin 軟件擬合，擬合電路如圖2 所示。

其中， Rs為電解液的電阻；Rr為銹層電阻；Cr為銹層與體系溶液構(gòu)成的電容；Cd為鋼基體與深入銹層的電解液構(gòu)成的電容；Rt為鋼基體溶解反應(yīng)的電荷傳遞電阻；Rw為Warburg 阻抗。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果如圖3 所示。

由圖3 可知，輸電鐵塔腐蝕在良鄉(xiāng)、曹妃甸和永泰， 在暴曬3個(gè)月、6 個(gè)月、9 個(gè)月和15 個(gè)月取樣進(jìn)行電化學(xué)分析， 發(fā)現(xiàn)頂部耐候鋼輸電鐵塔頂部的銹層電阻都大于底部的銹層電阻， 表明頂部的銹層要比底部更加致密， 這是因?yàn)轫敳课恢檬荜柟狻⒂晁那治g更加充分和均勻， 因此均勻化腐蝕可以提高耐候鋼耐蝕性能。良鄉(xiāng)和平潭耐候鋼銹層電阻值差別較小， 這是因?yàn)閮傻氐母g環(huán)境較為和緩，腐蝕程度較小， 形成的銹層的差別也較小。平潭地區(qū)在前期（3~6 個(gè)月）， 底部電阻大于頂部電阻，在后期（9~15 個(gè)月）， 頂部電阻大于底部電阻， 底部電阻出現(xiàn)了下降趨勢(shì)， 說明穩(wěn)定銹層在逐漸被破壞。15 個(gè)月時(shí)， 曹妃甸地區(qū)的耐候鋼電阻為40~55 Ω， 平潭地區(qū)耐候鋼電阻為10~23 Ω， 良鄉(xiāng)地區(qū)耐候鋼電阻為13~17 Ω， 永泰耐候鋼電阻為9~11 Ω， 從電阻的變化趨勢(shì)， 可以看出不同地區(qū)環(huán)境對(duì)電力鐵塔耐候鋼的腐蝕變化行為。

3 分析及討論

3.1 環(huán)境特征分析    

耐候鋼的腐蝕主要與大氣環(huán)境有關(guān)， 影響大氣腐蝕的因素主要為氣候因素和環(huán)境污染因素。河北曹妃甸、北京良鄉(xiāng)、福建平潭和福建永泰梧桐4 處的氣候特征如圖4 所示。

2014 年6 月—2015 年12 月， 良鄉(xiāng)和曹妃甸變化較為接近， 最低溫度都在0 ℃及以下， 最高月平均溫度在25~28 ℃；福建平潭和永泰兩地的溫度較高， 最低溫度都在0 ℃以上， 月平均最低溫度為10~15 ℃， 月平均最高溫度為27~30 ℃。一般而言， 較高的溫度有加速腐蝕的影響。表面銹層的濕潤(rùn)時(shí)間是長(zhǎng)期的大氣腐蝕的最重要的影響因素， 影響銹層濕潤(rùn)的所有環(huán)境因素都對(duì)長(zhǎng)期的大氣腐蝕有影響。對(duì)四地的相對(duì)濕度統(tǒng)計(jì)如圖5 所示。

可以看出， 良鄉(xiāng)的相對(duì)濕度最低， 氣候較為干燥， 曹妃甸比良鄉(xiāng)略微濕潤(rùn)， 而平潭和永泰的濕度最高， 平潭因?yàn)樘幱诤＿叄?濕度比永泰略高。濕度較高會(huì)導(dǎo)致腐蝕更為嚴(yán)重。空氣中的SO2會(huì)加速鋼基體的腐蝕， 鋼的腐蝕速率和大氣中的SO2的濃度幾乎呈直線關(guān)系，隨著相對(duì)濕度的增加， SO2的腐蝕促進(jìn)作用更為明顯。

由圖6 可以看出， 曹妃甸地區(qū)的SO2濃度最高（高達(dá)80 μg/m3）， 其次為良鄉(xiāng)地區(qū)（35~70 μg/m3）， 而福建兩地相對(duì)較低（4~7 μg/m3）。

3.2 銹層物相分析    

利用X 射線衍射儀對(duì)銹層粉末的分析結(jié)果如圖7 所示， 四地銹層主要由Fe3O4、α-FeOOH 和γ-FeOOH 組成。除了曹妃甸和平潭的銹層中含有少量的β-FeOOH， 其余兩地都沒有明顯的β-FeOOH 的衍射峰出現(xiàn)。為了分析暴曬時(shí)間和大氣環(huán)境對(duì)耐候鋼腐蝕性能的影響，表4 列出了四地耐候鋼暴曬6 個(gè)月和15 個(gè)月時(shí)的銹層成分中α-FeOOH 和γ-FeOOH的檢測(cè)結(jié)果以及兩者的相對(duì)含量的比值α/γ。有研究表明， 在大氣環(huán)境中暴曬5~10 年后α/γ 的值約為1， 當(dāng)暴曬時(shí)間超過10 年α/γ 的值大于2，并且α/γ 的值隨暴曬時(shí)間的延長(zhǎng)呈線性增加， α/γ越大耐候鋼的穩(wěn)定性和保護(hù)性能越好。暴曬15 個(gè)月后， 曹妃甸、良鄉(xiāng)、永泰和平潭地方耐候鋼α/γ 比值均小于1， 說明各地暴露的耐候鋼鐵塔均未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3 討論    

耐候鋼銹層的生成是一個(gè)循序漸進(jìn)的復(fù)雜過程。在大氣腐蝕初始階段， Fe 溶解生成Fe2+， 水解成FeOH+， 隨后在空氣中氧化沉淀生成活性γ-FeOOH， 隨著干濕交替進(jìn)行， γ-FeOOH 逐漸溶解沉淀生成非晶態(tài)羥基氧化鐵FeOx（OH）3-2x或α-FeOOH。銹層在轉(zhuǎn)變過程中， 非晶態(tài)羥基氧化鐵FeOx（OH）3-2x中含有相當(dāng)數(shù)量的結(jié)合水。宏觀上， 結(jié)合水能促進(jìn)銹層顆粒之間的凝聚， 且當(dāng)大氣干濕交替或溫度變化時(shí)， 可對(duì)銹層間的顆粒體積變化其緩沖作用， 避免產(chǎn)生裂紋；微觀上，結(jié)合水可以促進(jìn)活性γ-FeOOH 向非晶態(tài)羥基氧化鐵和α-FeOOH 轉(zhuǎn)變， 修補(bǔ)銹層孔洞和縫隙。

考慮到銹層保護(hù)性系數(shù)λ 需要較長(zhǎng)的暴曬時(shí)間才能準(zhǔn)確反映銹層穩(wěn)定程度， 因此，主要考慮α-FeOOH 和γ-FeOOH 銹層的總體含量來評(píng)判耐候鋼在不同地區(qū)的保護(hù)銹層生成情況。由表4 可知， 隨時(shí)間延長(zhǎng)， 四地的α-FeOOH 和γ-FeOOH 含量均有所升高， 僅是增加的程度有區(qū)別， 具體表現(xiàn)為： 腐蝕環(huán)境溫和地區(qū)（北京良鄉(xiāng)、河北曹妃甸）的α-FeOOH 和γ-FeOOH 含量增加較多， 其α+γ 總含量由6 個(gè)月時(shí)的7.97%和8.78%增加至13.61%和13.08%（15 個(gè)月時(shí)）， 而永泰α+γ 總含量增加偏少， 由8.31%增加至11.82%， 但是平潭地區(qū)， α+γ 總含量出現(xiàn)減少的趨勢(shì)， 說明平潭地區(qū)的耐候鋼的保護(hù)性銹層生成并不理想。當(dāng)暴曬15 個(gè)月時(shí)， 永泰和平潭地區(qū)的α-FeOOH含量依然偏低， 而曹妃甸含量最高， 其次為良鄉(xiāng)地區(qū)， 這說明就保護(hù)性的銹層來說， 曹妃甸地區(qū)銹層保護(hù)性好于良鄉(xiāng)地區(qū)， 良鄉(xiāng)地區(qū)好于永泰地區(qū)， 平潭銹層保護(hù)性最差。活性的γ-FeOOH 含量隨著時(shí)間、地點(diǎn)的變化表明， 良鄉(xiāng)和曹妃甸地區(qū)保護(hù)性銹層含量逐漸升高， 隨著時(shí)間的延長(zhǎng)， 耐候鋼可以逐漸生成穩(wěn)定、保護(hù)性良好的致密銹層。

曹妃甸地區(qū)的耐候鋼銹層腐蝕速率較快， 形成穩(wěn)定化銹層較為理想， 這主要由曹妃甸地區(qū)工業(yè)大氣環(huán)境和近北方海洋環(huán)境決定的。曹妃甸地區(qū)的SO2濃度最高， 最高可達(dá)80 μg/m3， 耐候鋼受SO2和Cl-雙重腐蝕作用。在SO2大氣環(huán)境下，潮濕SO2常常降低水的pH 值， 使銹層潮濕， 溶解最初的腐蝕產(chǎn)物γ-FeOOH， 并且促使γ-FeOOH 向非晶態(tài)羥基氧化鐵和α-FeOOH 轉(zhuǎn)變。因?yàn)榻－h(huán)境， Cl-會(huì)促進(jìn)耐候鋼生成中間產(chǎn)物β-FeOOH， 在與鐵接觸條件下的β-FeOOH 會(huì)被還原成Fe3O4，加速耐候鋼腐蝕。而福建平潭地區(qū)的腐蝕主要是Cl-腐蝕， 且含量偏高， 研究表明， 溶解的Fe2+和大量的Cl - 是β-FeOOH 產(chǎn)生的必要條件，β-FeOOH 含量增多， 會(huì)破壞耐候鋼銹層結(jié)構(gòu)， 降低耐候鋼耐蝕性能， 因此， 平潭地區(qū)耐候鋼的α/γ 和α+γ 含量偏低主要受南方海洋環(huán)境Cl-含量偏高影響， 穩(wěn)定保護(hù)銹層不易生成。良鄉(xiāng)和永泰地區(qū)的環(huán)境特征為鄉(xiāng)村大氣環(huán)境， 耐候鋼的腐蝕主要受溫度、濕度和CO2影響， 經(jīng)物相分析表明，鄉(xiāng)村大氣環(huán)境腐蝕產(chǎn)物主要為α-FeOOH、γ-FeOOH 和Fe3O4， 且γ-FeOOH 和Fe3O4含量偏高， 由大氣腐蝕速度與金屬表面上水膜層厚度變化規(guī)律可知， 永泰地區(qū)相對(duì)溫度和濕度高于北京良鄉(xiāng)地區(qū)， 耐候鋼腐蝕速率稍微偏高， 因此，暴曬至15 個(gè)月時(shí)， 永泰耐候鋼銹層α/γ 值（0.44）高于北京良鄉(xiāng)地區(qū)（0.35）。

4 結(jié)論 

（1） 銹層腐蝕產(chǎn)物主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4及一些非晶態(tài)腐蝕產(chǎn)物（（FeOx（OH）3-2x， x=0~1））組成。其中， 曹妃甸和平潭地區(qū)耐候鋼銹層有β-FeOOH。

（2） 暴曬15 個(gè)月后， 曹妃甸、良鄉(xiāng)、永泰和平潭地方耐候鋼α/γ 比值分別為0.82、0.35、0.44和0.56， 其中， 曹妃甸、良鄉(xiāng)和永泰地區(qū)的α+γ含量均在9.86 以上， 而福建平潭地區(qū)的α+γ 平均含量下降至6.4， 耐候鋼輸電鐵塔適合在北方鄉(xiāng)村（良鄉(xiāng)和永泰）和工業(yè)大氣環(huán)境（曹妃甸）使用。

附：相關(guān)應(yīng)用情況

安徽首條220千伏耐候鋼鐵塔線路啟動(dòng)送電    

2019年7月11日，安徽阜陽500千伏阜三（原鹿）變220千伏配套工程第二條線路，220千伏阜白線路送電成功，這是安徽地區(qū)第一個(gè)大量使用耐候鋼鐵塔成功送電的220千伏輸電線路。    耐候鋼鐵塔與鍍鋅鐵塔相比，耐候鋼表面高度氧化，塔材電阻大、導(dǎo)電性能差，故鐵塔組立后，每一基鐵塔需裝設(shè)四根專用接地線沿鐵塔四根主材引接至基礎(chǔ)接地線，與大地形成良好的防雷接地通道。    

該工程全線單、雙回路混合架設(shè)，新建桿塔100基，其中耐候鋼鐵塔66基，合計(jì)新建220千伏線路路徑全長(zhǎng)27.375km，線路沿途經(jīng)過阜南縣張寨鎮(zhèn)、焦坡鎮(zhèn)、黃崗鎮(zhèn)、柳溝鎮(zhèn)、田集鎮(zhèn)、鹿城鎮(zhèn)、阜南經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。涉及220千伏呂白線、220千伏邢白線在220千伏白果變側(cè)構(gòu)架進(jìn)線間隔調(diào)整，拆除舊塔8基。

該線路工程于2018年9月3日基礎(chǔ)工程正式開工，截至送電投產(chǎn)，歷時(shí)312天。該線路工程投運(yùn)后將進(jìn)一步優(yōu)化阜陽電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)輸電能力和供電可靠性，滿足阜陽電網(wǎng)迎峰度夏用電負(fù)荷增長(zhǎng)需求。