本發(fā)明屬于銅或銅合金電網(wǎng)接地裝置在酸性土壤中的防腐蝕技術領域,具體涉及一種銅或銅合金電網(wǎng)接地裝置在酸性土壤中的防腐蝕方法。
背景技術:
電網(wǎng)接地裝置是保證電網(wǎng)安全運行的重要設施,其作用是把故障電流和雷電流引入地下并為電網(wǎng)裝置提供參考電壓。近年來,隨著我國電力容量的增大和電壓等級的升高,經(jīng)常發(fā)生因接地網(wǎng)腐蝕而引起的電力運行安全事故。
目前采用的方法有:陰極保護法、防腐導電涂料、降阻劑、銅。銅材料相比碳鋼,導電性能高,耐腐蝕性好,熱穩(wěn)定性佳,然而我國南方土壤多呈酸性或弱酸性,pH值在4-6之間,在這樣的環(huán)境條件下,銅的耐蝕性能將大幅度下降,甚至降至與碳鋼相當,嚴重影響接地線的使用壽命,目前還沒有有效的方法提高銅及合金材質的接地裝置在酸性土壤中的使用壽命。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術問題是,針對現(xiàn)有技術的缺陷,提供一種在銅或銅合金表面制備耐酸性土壤腐蝕Ni-Mn-P合金鍍層的方法,解決銅或銅合金電網(wǎng)接地裝置在酸性土壤中的腐蝕問題。
本發(fā)明的技術解決方案是,一種銅或銅合金電網(wǎng)接地裝置在酸性土壤中的防腐蝕方法,包括如下步驟:
(1)前處理:
選擇用于制作電網(wǎng)接地裝置的銅或銅的合金工件為基體,進行除油和拋光;
(2)電鍍?nèi)芤旱呐渲疲?/p>
硝酸鎳100~200g/L、
溴化鎳5~20g/L、
硝酸錳15~40g/L、
亞磷酸15~40g/L、
醋酸10~24g/L、
檸檬酸45~75g/L;
(3)施鍍。
步驟(1)除油液組成及工藝條件:氫氧化鈉60~70g/L、碳酸鈉30~40g/L、磷酸鈉20~30g/L、溫度50~60℃、時間4~8min;拋光液及工藝條件:分析純85%磷酸540~550ml/L、分析純99.5%乙酸300~310ml/L、分析純65%硝酸100~110ml/L、溫度55~60℃、時間3~5min。
步驟(2)電鍍?nèi)芤号渲凭唧w過程:先稱取硝酸鎳溶解于0.2~0.5L純水中,再在劇烈攪拌條件下將溴化鎳、硝酸錳、亞磷酸、醋酸、檸檬酸分別依次加入至硝酸鎳溶液中,充分攪拌溶解后,用20~30wt.%氫氧化鈉溶液調(diào)至pH=1~3,然后用純水將鍍液稀釋至規(guī)定體積1-2L,最后將鍍液加熱到65-80℃后待用。
步驟(3)施鍍過程:鍍件經(jīng)步驟(1)前處理后,放到步驟(2)配制的電鍍液中實施脈沖電鍍,脈沖電鍍參數(shù):頻率200~1000Hz;占空比10%~40%、電流密度2~5A/dm2、溫度50~70℃、施鍍時間30~60min、鍍速0.108~0.163μm/min,施鍍完成后,沖洗、吹干。
本發(fā)明的特點在于:
(1)原料材料成本低;
(2)施鍍方法簡單易控,鍍層沉積速度快;
(3)所制備的全光亮Ni-Mn-P合金鍍層相對于銅及其合金為陽極性鍍層,具有優(yōu)異的耐土壤腐蝕性能。
下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明,而不會形成對本發(fā)明的限制。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的實施例1制備的Ni-Mn-P合金鍍層的表面形貌;
圖2為本發(fā)明的實施例1制備的Ni-Mn-P合金鍍層的元素組成;
圖3為本發(fā)明制備的Ni-Mn-P合金鍍層及銅基體在pH=5.5、50wt.%土壤介質中的極化曲線;
圖4為本發(fā)明制備的Ni-Mn-P合金鍍層及銅基體在pH=5.5、50wt.%土壤介質中的EIS測試結果:Nyquist圖。
具體實施方式
實施例1:
(1)前處理:
選用金屬銅作基體,試樣尺寸為30mm×20mm×0.8mm;將固體分析純氫氧化鈉60g,碳酸鈉30g,磷酸鈉20g依次溶入0.5L蒸餾水中,然后加水配制成1L除油液對試樣進行除油,溫度50℃,時間4min,實驗結束后,試樣用蒸餾水沖洗干凈;化學拋光:取磷酸550ml(分析純85%)、乙酸250ml(分析純99.5%)、硝酸100ml(分析純65%)配制成1L拋光液對試樣進行化學拋光,溫度60℃、時間3min,試樣拋光結束后用大量蒸餾水反復清洗;
(2)鍍液配置:
將固體分析純硝酸鎳180g溶解于0.5L純水中,經(jīng)充分攪拌溶解后,依次加入固體分析純溴化鎳10g、硝酸錳20g、亞磷酸18g、醋酸20g、檸檬酸70g,充分攪拌溶解后,用20~30wt.%氫氧化鈉溶液調(diào)至pH=2,然后用純水將鍍液稀釋至規(guī)定體積1L,最后將溶液加熱到65℃后待用;
(3)施鍍:
工件按照(1)預處理后,將作陽極的石墨和作陰極的工件放入裝有(2)鍍液的電鍍槽中并連接好電路,在如下參數(shù)條件下實施脈沖電沉積:頻率1000Hz、占空比20%、電流密度為4A/dm2、施鍍時間45min、溫度50℃、鍍速0.108μm/min,施鍍完成后,沖洗、吹干。
(4)檢測
本實施例的檢測結果:Ni-Mn-P合金鍍層光滑致密,結合力好,鍍層中含鎳78.65wt.%,含錳為0.21wt.%,含磷為21.14wt.%(圖2);微觀形貌見附圖1;所得到的Ni-Mn-P合金鍍層在酸性或弱酸性土壤介質中自腐蝕電流小;電荷轉移電阻大,腐蝕速率大大低于銅在同一土壤介質中的腐蝕速率(圖3、4及表1)。
實施例2:
(1)前處理:
同實施例1經(jīng)過堿液除油,化學拋光等處理;
(2)鍍液配置:
將固體分析純硝酸鎳180g溶解于0.5L純水中,經(jīng)充分攪拌溶解后,依次加入固體分析純溴化鎳:10g;硝酸錳:30g;亞磷酸:18g;醋酸:20g;檸檬酸:70g,經(jīng)充分攪拌溶解后,用20~30wt.%氫氧化鈉溶液調(diào)至pH=2,然后用超純水將鍍液稀釋至規(guī)定體積1L,最后將溶液加熱到70℃后待用。
(3)施鍍:施鍍參數(shù)同實施例1
(4)檢測
本實施例所得Ni-Mn-P合金鍍層光滑致密,結合力好。鍍層組分為鎳78.55wt.%,含錳為0.14wt.%,含磷為21.31wt.%。所得到的Ni-Mn-P合金鍍層在酸性或弱酸性土壤介質中自腐蝕電流?。浑姾赊D移電阻大,腐蝕速率大大低于銅在同一土壤介質中的腐蝕速率(圖3、4及表1)
實施例3:
(1)前處理同實施例1經(jīng)過堿液除油,化學拋光等處理;
(2)鍍液配置同實施例1;
(3)施鍍
工件按照(1)預處理后,放到裝有(2)電鍍液的電鍍槽中,在如下參數(shù)條件下脈沖電沉積:頻率800Hz、占空比40%、電流密度為5A/dm2、溫度70℃、鍍速0.163μm/min、施鍍時間60min,施鍍完成后,沖洗、吹干。
(4)檢驗
本實施例所得的Ni-Mn-P合金鍍層光滑致密,結合力好,鍍層中含鎳78.66wt.%,含錳為0.18wt.%,含磷為21.16wt.%。在酸性或弱酸性土壤介質中自腐蝕電流?。浑姾赊D移電阻大,腐蝕速率大大低于銅在同一土壤介質中的腐蝕速率(圖3、4及表1)。
表1為本發(fā)明制備的Ni-Mn-P合金鍍層及銅基體由極化曲線得到的相關電化學參。
表1