关键词：镀锌钢管热镀锌冷镀锌
钢铁在空气、水或土壤中极易生锈、腐蚀。近些年来，国内的钢铁生产行业每年都有10%的钢材被腐蚀，钢铁生产企业每年都因此蒙受一部分经济损失。为了在不影响钢材外观质量的前提下提高钢材的防腐性能，业界纷纷尝试在钢材表面镀锌来防止钢材表面生锈及组织破坏等现象。
1镀锌原理
锌在空气干燥的空间内存放，能够保持其性能的稳定性。假若空气湿度较大，锌表面就会产生一种致密的碱式碳酸锌薄膜，能够阻断空气与内部接触。在特定环境中，镀锌层破坏使钢基，钢基体与锌反应形成特殊的微电池，成为阴极的钢基体同样受到保护。
2镀锌钢管的分类
镀锌钢管分为热镀锌钢管和冷镀锌钢管两种，热镀锌钢管锌层厚，具有镀层均匀，附着力强，使用寿命长等优点。冷镀锌（电镀）成本低，其本身的耐腐蚀性比热镀锌钢管相差很多。由于热镀锌钢管的耐腐蚀性比较强，因此，冷镀锌钢管用量在逐渐减少，热镀锌钢管的使用占主导地位，下面是两种镀锌钢管的详细介绍。
2.1热镀锌管
这类钢管是使熔融金属锌和铁基体相互反应生成合金层，使镀层与基体紧密贴合。加工热镀锌钢管的工作流程：先酸洗钢管，将管体表面的氧化铁洗净；在槽中用NH4Cl和ZnCl2水溶液或混合水溶液进行清洗，再放置于热浸镀锌槽内进行热镀锌。熔融的镀液和基体发生反应生成锌-铁合金层（锌-铁合金层结构致密，具有较强的耐腐蚀性）。钢管基体、纯锌层与合金层已融为一体，因而具有极强的耐腐蚀性能。热镀锌钢管为低压流体输送用热镀锌焊接钢管，是在焊接钢管的基础上进行内外热镀锌，使钢管内外壁同时镀有锌层，大大提高钢管防腐性能，达到普通钢管的20倍左右，热镀锌钢管作为输送管道或金属结构，在消防工程，燃气输送，石油加工，工业，水利，工程建筑以及住宅建筑等方面得到广泛应用。
2.2冷镀锌管
冷镀锌钢管是将经过了除油、除锈，呈现出无污、浸润的钢管挂入专门的电镀槽里的阴极上，阳极用锌。接通直流电源，阳极上的锌离子向阴极迁移，并在阴极上放电，使钢管表面镀上锌层。冷镀锌就是电镀锌，钢管表面光滑平整，锌层与钢管基体独立分层，锌层简单附着在钢管基体上，容易脱落。锌层较薄，镀锌量较少，只有10g-50g/m2，其本身的耐腐蚀性相对较低，因此，冷镀锌钢管用量相对较少。
3镀锌钢管镀锌层性能特点
①钢材表面覆盖了一层有一定厚度且结构致密的纯锌层，阻断了腐蚀溶液和钢材接触的可能性，从而避免钢材被溶液腐蚀。锌层在空气中表面会形成一层薄而致密且难溶于水的氧化锌层，可防止钢基体与空气接触而锈蚀。另外，如果氧化锌与空气中其它成分反应生成不溶性锌盐，也能起到较好的防腐作用。②结构致密、具有较强防腐性能的铁-锌合金层可用于海洋建设和工业防腐。③锌-铁因结合牢固而发生互溶作用，因而耐磨性良好。④锌的延展性较好，它的合金层能够牢固附着于钢基体上，因而工业生产中可将热镀件进行轧制、弯曲、冷冲和拉丝等成型操作，镀层不被损坏。⑤钢结构件热镀锌后，相当于一次退火处理，能有效改善钢基体的机械性能，消除钢件成型焊接时的应力，有利于对钢结构件进行车削加工。⑥热镀锌后的钢管表面光亮美观。⑦纯锌层是热镀锌中最富有塑性的一层镀锌层，其性质基本接近于纯锌，具有延展性，所以它富于挠性。
由于镀锌钢管和普通钢管相比优势在于防腐性能强，而防腐性能主要由镀锌钢管的镀锌层质量决定，因此，国家标准对镀锌钢管的镀锌层质量提出了比较严格的标准要求。由于目前热镀锌钢管用量占市场主导地位，因此，我们着重讨论一下热镀锌钢管。目前，热镀锌钢管应执行国家标准GB/T3091-2008《低压流体输送用焊接钢管》，本标准是指导生产企业生产该类产品的指导性技术要求文件，也是各类检测机构检测该类产品的执行标准，该标准对镀锌钢管的镀锌层质量的要求如下所列，见表1：
表1GB/T3091-2008中镀锌层质量标准要求
参考文献：
[1]GB/T3091-2008.低压流体输送用焊接钢管[S].
机箱板材常用有镀锌板、冷轧板、铝板、不锈钢等，而镀锌钢板具有抗酸、防锈、防蚀、使用午限长、材质轻等特点，同时外表也较为美观，因此镀锌钢板是最为常见的机箱材质。
镀锌钢板的颜色通常为灰色，表面细腻，经过表面烤漆处理后能形成均匀的颗粒状表面，长期使用不易出现摩擦痕迹和腐蚀现象。镀锌钢板有两种：热浸镀锌sGCC与电镀镀锌SECC。
热浸镀锌能产生较厚的镀锌层，耐蚀性较佳，适合户外使用，尤其是在高温、潮湿的环境中，如t木建设、桥梁设施、运输工具和电信设备等等，使用效果很好；而电镀镀锌具有比较优越的抗耐蚀性，保持了冷轧板的加工性，
2．从材质判断机箱用料的好坏
知道了制造机箱的主要材料，我们就能正确判断机箱用料的好坏了。
优质机箱采用正规厂家生产的镀锌钢板，而高档机箱还采用了进口镀锌钢板或者镁铝合金板材，廉价机箱则往往则用较差的普通薄钢板或镀锌铁板来制造，在耐腐蚀、强度和柔韧性方面与正规机箱都有明显的差距，我们可以根据一些特点进行判断：
正规机箱采用镀锌钢板的厚度应该在0.7－1毫米左右，这样才能保证机箱整体的强度，而劣质机箱偷工减料，要么使用较薄的钢板，要么只在一些框架上使用较厚的板材，而其他部分则使用很薄的铁皮。
此外，正规机箱往往采用相同厚度的镀锌钢板来制造机生产过程比较容易控制，镀锌层较薄且表面较为平整，容易加工，但因镀锌层薄而防蚀能力不及热浸镀锌，一般使用在诸如电冰箱、洗衣机等家电用品的底板及部份面板上。
3．销镁合金及其他材质
由于镁铝合金板材具有更高的耐磨性和抗腐蚀性，重量更轻，同时还具有很高的热传导能力，这种材质更多使用于笔记本电脑等特殊的产品中。所以，这种板材制造的机箱结构更加稳固，整体重量也大大减轻，外观更加漂亮，当然价格也比镀锌钢板贵不少，因此大多用于高端的机箱产品。
由于金属材料能够对机箱内的电磁辐射具有一定的屏蔽作用，因此机箱绝大多数采用了全金属结构，但近来风箱，而劣质机箱采用的材料厚薄不同。因此，观察几个不同部位板材的厚度，看看板材厚度是否一致，这也是机箱选购的一个技巧。
4．片面地追求厚度并不可取
市场上很少能见到采用1毫米以上厚度的镀锌钢板制造的机箱。由于用户不可能带着游标卡尺去买机箱，板材的边缘也往往经过卷边而不易判断出厚度，因此有的厂家就想钻这个空子借机夸大自己的形象，或者仅仅在机箱的某些部件上采用了较厚的板材而已。
要注意的是，如果机箱板材厚度达到1.5毫米以上而且重量十足，长期使用很容易生锈，板材过厚也并非一件好事。因此，我们并不推荐消费者去片面地去追求钢板的厚度和机箱的重量。
小结：机箱板材种类及区别
机箱板材常用有电解板SECC、热镀锌板SGCC、冷轧板SPCC、铝板、不锈钢等，识别的方法：
・镀锌电解板SECC：颜色为灰白色；
・热镀锌板SGCC：表面有镀锌层比较光亮，颜色发白；
针对沿海地区的输电线路容易发生腐蚀问题，诸多学者提出一种采用镀铜材料为基础装置的防腐蚀方法。现阶段我国已经把铜材料应用于生产实践中，实践证明铜材料与传统材料在输电线路防雷接地中的各项指标存在显著差异，研究发现铜材料是最佳的电阻材料，能够有效减少由于雷击而产生的电路故障问题。笔者将根据相关工作经验，分析铜材料在输电线路防雷接地中的应用效果，为电力系统的安全运作提供可靠的保证。
【关键词】铜材料输电线路防雷接地应用效果
从现阶段的发展来看，经济的发展离不开电力系统的支持，随着电网规模的不断扩大，输电线路运行的里程也逐渐拉长，供电范围也逐渐变广，输电容量持续增加。由于我国各个地质之间的地质条件不一，气候环境相差极大，而沿海地区盐碱成分较多，导致线路受腐蚀严重，尤其是接地网连接部分，特别是遇到雷电时，防雷接地对输电线路的安全稳定有着极其重要的作用。接地网设计中，为了达到电阻运行要求，对接地材料导电要求越来越高。若不及时对接地网材料进行升级处理，造成的雷击事故将越来越多，对电网的安全运行造成很大负面影响。
1接地系统概述
良好的接地网电阻应该维持在最小，只有接地的电阻越小，雷击电流才能够安全通过接地网流入大地中。以GB562255-2012标准为例，对接地电阻有相应的要求，将供电公司运行的接地网项目传统角钢（热镀锌钢接地棒）与GALMAR镀铜接地棒进行比较不难发现，GALMAR镀铜接地棒的抗腐蚀性能、硬度与钢层厚度等均强于热镀锌钢接地棒，GALMAR镀铜接地棒的使用成本也更低。简而言之，GALMAR镀铜接地棒更能够更满足客户的需求，经济价值更高。
2传统镀锌接地网存在的问题
相关研究资料显示，我国接地网普遍存在腐蚀问题，接地网的电阻随着时间的延长而增大，接地电阻一旦变大就不能够满足其基本运行需求。以某检修公司的600kV输电线路为例不难发现传统镀锌接地网的接地电阻导电率平均为9.21%，当输电线路受到雷电冲击时，有高频电流通过接地棒，而此时的传统镀锌接棒会因为电阻过高而出现线路跳闸问题。雷击所造成的短路问题发生时，由于冲击电流所带来的电弧作用点很小，因此温度很难升高，普遍高达420°以上，超过了传统镀锌接地网所允许的最高温度。传统镀锌接地网的施工过程中，一般采用的是电焊工艺，此种工艺手法存在缺陷，加大了电阻过高的几率。传统镀锌接地网在土壤中会受到化学腐蚀作用，影响其电气性能，在很大程度上提高了接地网的电阻值，因此影响了输电线路的防雷能力。从上述研究角度来看，采用传统镀锌接地棒存在电阻增大问题，不利于对传统镀锌接地网进行升级，雷击所造成的安全事故将会不断增多。
3新型镀铜接地棒的提出
3.1镀铜接地棒的性能分析
铜是一种较好的导电体，铜材料的导电率能够达到100.00%。采用铜材料的接地电阻导电率达到21.2%，采用锌钢的接地电阻导电率达到9.21%，因此铜材料的导电性能远远高于锌钢。当遇到雷击情况时，采用镀铜接地棒的冲击接地电阻性能比采用镀锌钢更为理想。通过耐腐蚀性试验不难发现，铜在土壤中的耐腐蚀性是锌钢的20倍～50倍，与此同时还能够保持较为稳定的电气性能，由于铜在表面生成附着性较强的氧化铜，因此会产生相应的保护作用，阻断化学物质的腐蚀。一些新型的镀铜接地棒技术能够具有一定的柔软度，穿管也较为方便，镀铜具有高机械强度作用，长度一般为29.8m/卷，质量为29.5kg，既有超强的电气性能，又具有超强的防腐蚀性能。
3.2镀铜接地棒连接方式优化设计
由于镀锌铜接地棒在焊接过程中使得焊点内部无杂质，保证焊点为纯铜，接头电阻与导体电阻保持高度一致。新型垂直接地采用镀铜接地棒，其接地长度可以无限加长，且按照国家相关标准来看，单点垂直接地棒的电阻能够通过加大垂直接地深度而降低。在实际应用过程中，新型镀铜钢接地棒前端配有尖头，无需在开挖地表的情况下进行微创式安装。施工中只要增加垂直接地长度便可以达到降低电阻的目的，焊接的效果也较为理想。
4应用效果
4.1镀铜接地棒接地效果分析
某电力公司运行的600kv电路线位于某沿海地区，接地线受到盐碱的严重腐蚀，接地体钢筋直径减小，腐蚀断开现象较为严重，此地段在原有的设计中采用的工频电阻为13Ω，经过长时间的运行之后，接地网腐蚀较为严重，接地状况需要改善。此次项目选择N65-N120区段杆塔接地进行改造和验收，另外，由于该地段的接地电阻率测试结果小于3Ω，在同一地段土壤的性质相同以及同样天气良好的情况下，可以忽略土壤电阻率。经过实践研究不难发现，经过改造后，此地区线路运行状况良好，接地性能较为稳定可靠。
4.2镀铜接地棒使用效益比较
根据现阶段的市场价格，镀锌钢初次投入的成本虽然较低，但是整个设备的加工费用比较高。纯铜的耐腐蚀性能较强，价格是传统锌钢的3倍之多，尤其是对于600kv输电线路接地系统而言，新型镀铜材料的施工费用相比起传统的镀锌钢费用增加不到五分之一。举例来说，镀锌钢施工费用为5000元/基，需要每10年更换一次，费用为500元/年；镀铜材料则需要30年更换一次，费用为4600元/基，为传统锌钢材料的三分之一。
5结语
使用镀铜材料对传统的镀锌接地棒所组成的接地网进行更换与改造，将其应用在600kv的输电线路防雷接地网中，运行后的实验结果表示，镀铜层所组成的接地棒耐腐性较好。
参考文献
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