金属材料

杆塔、金具、导线、操作机构等输变电金属部件，贯穿整个电网，起到连接、传递机械、电气负荷及支撑、防护作用。在复杂大气环境下，金属材料易因腐蚀、疲劳、老化等发生失效，导致设备损坏，甚至停电跳闸，影响电网安全运行。项目历时8年，在复杂大气环境下输变电设备金属材料差异化设计选材、入网设备材料可靠性检测、在役设备材料腐蚀安全性定量评估、重污染区材料长效防护等四个方面取得创新与突破。项目牵头编制行标6项；获授权发明专利18件、实用新型专利13件、软件著作权3项；发表论文28篇（SCI7篇、EI7篇）；出版著作3部。项目形成材料设计、评估、防护系列标准，在电力行业得到广泛应用。长效防护技术应用于国内1000余基输电铁塔和近36万m2变电钢构件，防腐周期延长3倍以上。材料检测评估技术入选公司推广目录，提升了设备运维、管理水平。项目成果推动了电网关键设备设计、制造及运维技术发展，经丁传贤院士为代表的专家组鉴定，整体技术达到国际领先水平

我国经济社会的快速发展带动用电需求的持续增长和电力基础设施的大规模建设。电力设备在自然环境中的腐蚀不可避免。据统计，2014年电力行业腐蚀成本约占总产值的3.58%，高达800亿元。其中，电工金属材料在大气中的腐蚀占一半以上。由腐蚀引发的导线断裂、倒塔、户外开关机构失效等重大事故严重威胁着电力系统的运行安全。电工金属材料服役大气环境复杂且动态变化，现有技术无法实时、定量检测材料的腐蚀进程，无法精确预测腐蚀规律，是导致电力设备防腐效能和技术经济性低下的根本原因。项目组历经10年的产学研联合攻关，开展大气腐蚀在线定量检测技术、腐蚀进程动态跟踪评价技术以及腐蚀寿命预测技术研究，实现了常用电力工程金属材料锌、铝、铜、钢大气腐蚀的检测原理—检测仪器—腐蚀评价—腐蚀预测的全链条创新。 项目在世界范围首次绘制出了可实时更新的区域性动态大气腐蚀性图、电工金属材料大气腐蚀速率图和腐蚀预测图。解决了工程中“在什么地区选什么材料、防腐寿命多久”的难题。项目已获专利授权16项，其中发明专利12项，制定中国电机工程学会标准2项，软件著作权6项，发表论文12篇。由中国工程院宫声凯院士和中国腐蚀与防护学会理事长王福会教授等同行专家组成的鉴定委员会一致认为，项目成果达到了国际领先水平。

针对酸性红境中接地材料腐蚀间题，项目从接地材料土壤腐蚀性评价技术和新型接地材料研制两个方面入手，围绕“评价试验-数据积累-机理规律-标准制定-防护技术-工程应用”这一腐蚀与防护学科独有的全链条研究体系，取得了一批具有自主知识产权的创新成果。提出了一种构建针对金属接地材料的腐蚀性多因于评价方法，发展了基于室内和户外腐蚀机理一致性的酸性土壤加速腐蚀试验技术，实现了酸性红壤腐蚀评价技术体系创新。本项目建立了“酸性红境环境中接地材料腐蚀评价和防护”技术体系，取得了一批具有自主知识产权的创新成果。项目提出的土壤腐蚀性多因子评价体系，不仅适用于酸性红壤，也可用于其他土壤类型的评价建模工作，能够显普提高接地网腐蚀评价工作的可操作性。积累的金属材料酸性土壤腐蚀数据受到国家材料环境腐蚀平台的认可，已通过这一权威平台面向全行业共享。研制的柔性石墨复合接地材料、钙基膨润土接地降阻复合材料、聚萃胺改性导电防腐涂料，为高阻和高腐蚀地区提供了一套完善的接地材料腐蚀防护解决方案。