【摘要】：我國變電站主要以交流變電站為主,變電站接地網(wǎng)長期遭受交流雜散電流的腐蝕,由于交流雜散電流腐蝕遠(yuǎn)小于直流雜散電流腐蝕,這使得交流雜散電流腐蝕研究較少。然而隨著輸送電壓等級的升高,交流變電站接地網(wǎng)發(fā)生腐蝕斷裂,并且至今沒有得到合理解釋,國家電網(wǎng)特設(shè)了接地網(wǎng)腐蝕防護(hù)的攻關(guān)課題,本文是這一攻關(guān)課題的一部分。以接地網(wǎng)材料Q235鋼為研究對象,利用強(qiáng)化介質(zhì)法、失重法、電化學(xué)氫滲透法、靜拉伸試驗(yàn)以及形貌分析法,以交流雜散電流腐蝕陰極析氫現(xiàn)象為重點(diǎn),研究了不同交流電密度、頻率以及不同酸性土壤模擬溶液pH下,Q235鋼的腐蝕與氫滲透規(guī)律。研究結(jié)果表明:(1)當(dāng)外加交流電密度從20mA/cm2增大到10OmA/cm2時(shí),Q235鋼可擴(kuò)散氫濃度從4.74ppm增大到7.01ppm,腐蝕速率與電流密度成v=0.00307+1.865E-4i的線性關(guān)系。Q235鋼力學(xué)性能出現(xiàn)了大幅度下降,斷口表面韌窩形貌逐漸消失并出現(xiàn)大尺寸氫致裂紋,脆化程度增加,出現(xiàn)脆性斷裂趨勢。(2)交流電頻率會(huì)對Q235鋼氫滲透行為產(chǎn)生影響。當(dāng)交流電密度不變時(shí),頻率從50Hz增大到1000Hz,Q235鋼可擴(kuò)散氫濃度減小,腐蝕速率減小;Q235鋼抗拉強(qiáng)度與應(yīng)變均出現(xiàn)回升,斷口形貌出現(xiàn)韌性化傾向,脆化程度減弱。交流電密度對Q235鋼氫脆腐蝕影響要遠(yuǎn)大于頻率影響。(3)交流電密度為20mA/cm2 下,酸性土壤模擬溶液pH從3增大到6,Q235鋼腐蝕速率減小,腐蝕過程從析氫腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)槲醺g,Q235鋼陰極析氫量降低,可擴(kuò)散氫濃度從5.49ppm減小到3.05ppm,Q235鋼力學(xué)性能出現(xiàn)回升,抗拉強(qiáng)度從344.65MPa增大到363.97MPa,斷口韌窩尺寸明顯減小,數(shù)量增多,Q235鋼脆化程度減弱。(4)當(dāng)交流腐蝕氫滲透時(shí)間從2h增加到15h,Q235鋼腐蝕量增大,反應(yīng)產(chǎn)生的氫原子會(huì)不斷進(jìn)入缺陷,增大火材料的吸氫量,導(dǎo)致脆化程度增加。交流雜散電流腐蝕加速接地網(wǎng)Q235鋼斷裂的原因有兩點(diǎn),一是在交流正半周內(nèi)引起Q235鋼腐蝕,導(dǎo)致材料減薄;二是交流負(fù)半周內(nèi)氫原子進(jìn)入Q235鋼,產(chǎn)生氫致裂紋。
【圖文】：

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文表 2-1 Q235 鋼的主要化學(xué)成分Tab.2-1 Main chemical constituents of Q235 steelMn Si S P 0.480 <0.050 0.022 0.012 分為兩種，如圖 2-2，2-3 所示，一種為矩形試樣，一種

12圖 2-3 拉伸試樣示意圖Fig.2-3 Schematic diagram of tensile specimen形試樣：將 Q235 按圖 2-2 加工為 35×25×1mm 的矩形試樣，依次用 240#00#耐水砂紙將矩形試樣兩面打磨至光亮，用蒸餾水清洗后，，放置在無水洗 15min，吹風(fēng)機(jī)冷熱風(fēng)交替吹干存放于干燥皿中備用。此試樣用于研對 Q235 鋼電化學(xué)除氫過程的影響。伸試樣：將 GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)方法》[58]將 Q235 鋼按照成標(biāo)準(zhǔn)的拉伸試樣，如圖 2-4 所示。依次用 240#、600#、800#、1200#耐樣打磨至表面光滑，用蒸餾水清洗，再放置在無水乙醇中超聲波清洗 1吹風(fēng)機(jī)冷熱風(fēng)交替吹干，存放在干燥皿中。此試樣用于研究不同交流滲透行為以及對力學(xué)性能影響。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM63;TG156.82

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本文編號：2668012