图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation基于多数值模拟模型的输电塔大气腐蚀寿命预测

编号：398 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-20 14:27:37 浏览：91次收藏取消收藏

2024-05-12 15:10

15min

[I2] 论坛8：腐蚀与防护技术B [I2-2] 论坛8B下午

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摘要

基于多数值模拟模型的输电塔大气腐蚀寿命预测

郭馨¹，凃杰松¹，樊志彬²，杜宝帅²，商宏飞³，安江峰¹，贾丹^1,*
（1. 特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室，武汉材料保护研究所有限公司，湖北 武汉 430030
2. 国家电网公司先进电气工程材料联合实验室，国网山东省电力公司电力科学研究院，山东 济南 250001
3. 高端装备界面科学与技术全国重点实验室，清华大学，北京 100084）

摘要：输电塔是电力传输系统的核心组成部分。大气中的湿度、温度和污染物协同作用，易使输电塔受腐蚀，导致钢结构截面积减小，进而影响其服役性能与寿命。由于不同地域环境因素对输电塔腐蚀程度的影响存在显著差异，防腐措施也应充分考虑地域特性，实现精准施策。因此，本文用COMSOL建立了微观尺度的碳钢腐蚀发展模型，用以预测碳钢在不同大气环境下的腐蚀失厚。同时，结合Q355钢在腐蚀环境下的力学性能退化规律及输电塔的有限元模型，探究在极端条件下输电塔塔腿剩余厚度对结构极限应力的影响。当塔腿剩余厚度降低至某一阈值时，其结构的最大极限应力将超出材料的屈服极限，进而可能引发结构失效，此即判定钢结构腐蚀失效的关键指标。最后，综合腐蚀发展模型对碳钢失厚程度的模拟预测及对镀锌层的寿命评估，对不同地区输电塔的服役寿命进行预测。通过与多地区试验站大气暴露试验数据的对比，本研究方法的有效性得到了有力支撑。本研究为电力系统差异化防腐策略的制定提供了科学依据，对于保障电力系统的安全稳定、高效运行具有重要的理论与实践意义。