防腐材料性能研究：探究与应用

工程上常用的防腐措施主要有给接地体施加覆盖层、采用缓蚀剂、采用阴极保护和涂刷导电防腐涂料。不同的措施都能够在一定程度上减缓接地体的腐蚀速率，但并不能彻底解决这一问题。

7.4.3.1　覆盖层

金属接地材料运行于大气环境中或土壤环境中，或多或少会被环境中存在的氧化剂（如氧气）等物质所腐蚀。接地材料如果表面处理不均匀，其自身也会由于构成腐蚀原电池而被锈蚀。用一层保护介质将接地材料与周围腐蚀环境分隔开，接地材料被腐蚀的速度将大大减缓，能够长期稳定地运行。同时，由于保护介质能够紧密地结合在金属接地材料外部，接地体不存在电流通道，阻止了腐蚀原电池的形成。覆盖层因其良好的防腐性能在电力系统，尤其是在电力系统的接地系统中应用越来越广泛。

1.防腐性能

在接地工程中，镀锌钢和镀铜钢已经逐步替代碳钢。这两种接地材料是利用接地体外层的耐腐蚀性更好的金属或合金来保护内部耐蚀性较差的碳钢，并且由于镀层为金属，所以不会影响接地材料的导电率。非金属保护层则是通过用油漆、沥青和塑料等使易腐蚀的碳钢与电解液隔离开来。在大气中常用的保护涂层在土壤条件下的耐蚀性以及与基体的结合性很差。在电力系统中，地下管道及土壤中接地引线（包括焊接头处）的防腐普遍采用焦油沥青保护层。

2.稳定性能

如果覆盖层涂刷于接地体时能够保证其均匀性，并没有漏涂点，则覆盖层一般都具有较好的稳定性。但对于一些金属镀层，如镀锌层易被腐蚀且熔点较低，长期运行后会因损坏而降低稳定性。通常情况下，非金属覆盖层的耐蚀性要好于金属覆盖层。

3.其他性能

沥青等非金属保护层不导电，会增大接触电阻；不会产生环境污染，价格较合理。

7.4.3.2　缓蚀剂

缓蚀剂也称腐蚀抑制剂，可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两类。用缓蚀剂进行防腐的优点在于不用很多的材料就能达到与其他防腐材料同等的防腐效果，节省了大量的投资和施工时间。

1.防腐性能

缓蚀剂的防腐作用是在金属表面形成一层不透性薄膜，抑制阳极和阴极反应。缓蚀剂保护有强烈的选择性，对不同种类的金属和不同性质的腐蚀环境显示出不同的特性。比如，亚硝酸钠或碳酸环己胺会加速铜合金的腐蚀速度，但对钢铁却有缓蚀作用。目前还没有一种缓蚀剂对各种金属都适用。一般无机缓蚀剂主要用于防止金属的吸氧腐蚀，有机缓蚀剂可以在酸性土壤中保护金属免受锈蚀。

2.稳定性

缓蚀剂会随水土流失而流失，不能直接加入接地体所处的土壤中，否则不能起到稳定的缓蚀作用。在实际应用中主要是在降阻剂中加入使用，因为降阻剂的介质比较稳定。

3.其他性能(www.xing528.com)

由于缓蚀剂用量少、施工简单，所以不需要很高的成本，对环境无明显污染。当加入降阻剂时，可适量加入一些缓蚀剂，减慢接地体的腐蚀速度。

7.4.3.3　阴极保护

阴极保护是电化学防腐体系中必不可少的部分，通过采取一定的措施来减缓阴极反应的进行或是抑制阴极反应的过程，从而达到防腐的目的。阴极保护可以通过牺牲阳极法或外加电流法实现。牺牲阳极来保护阴极，使耐蚀性低于接地材料的金属或合金作为阳极不断溶解，从而达到抑制接地体腐蚀的目的；外加电流来自于直流电源，施加在接地体上，使接地材料中的腐蚀电位升高，从而使其具有很好的耐腐蚀稳定性，从而实现抑制腐蚀的目的。对于牺牲阳极法，不用外加直流电源和监控，对相邻的金属设施不会产生干扰，并且具有较好的分散电流的能力，便于施工，但该方法以牺牲阳极金属为代价，需要损耗很多金属材料，且不能很好地自动调节电流；外加电流法阴极保护系统具有体积小、质量轻、能自动调节电流和电压等优点。

阴极保护是一种经济而有效的防护措施。但是在高电阻率环境中不宜使用，杂散电流干扰大时也不能使用；另外，由于保护电流不可调，并且在线监测麻烦，如果保护电流密度太小，则接地网腐蚀依然存在。阴极保护法的可靠性与技术方案、施工质量密切相关，虽然取得了一定成效，但采用该措施所需成本较高，目前还没有建立一套完整的规范标准。

7.4.3.4　导电防腐涂料

导电防腐涂料主要由基体树脂、导电填料、溶剂及添加剂组成。用于接地网的导电防腐涂料一般为添加型，可分为镍粉型、石墨型和纳米碳型。

1.降阻机理

导电防腐涂料选用金属系填料，导电性能良好，电阻率低于土壤电阻率并与被保护金属的导电性接近。某品牌导电防腐涂料的单位体积电阻率为0.00118852Ω·cm，土壤电阻率为100～5000Ω·cm，土壤电阻率是导电防腐涂料电阻率的100万倍左右。因此，导电防腐涂料具有良好的导电性能。涂刷导电防腐涂料的接地体通过涂料的涂层与周围土壤相接触，接地体单位面积的接触电阻约为0.007852Ω/cm2，一般接地体与周围土壤的有效接触面积达10000cm2以上，则可以得到接地体总接触电阻小于10-7Ω，因而导电涂层对整体接地电阻的影响非常微弱，可以忽略不计。

2.防腐性能

导电防腐涂料采用化学稳定性好、抗腐蚀性强的填料。良好的导电防腐涂料可以起到很好的防腐保护作用，并有耐酸、碱、盐等化学溶液的能力，可用于土壤中的防腐。

3.稳定性能

石墨类防腐涂料涂层的导电具有方向选择性；镍粉为导电添加剂的导电防腐涂料易氧化，而失去导电性；纳米碳防腐导电涂料不会氧化且导电无方向性，吸附力好，不易水土流失，性能稳定。

4.其他性能

导电防腐涂料具有对环境无污染、施工方便等优点，其价格比镀锌低，用量很少，施工工艺简单，总体成本不高。