納米碳涂層復合型防腐接地材料的施工技術(shù)

韋記安

摘要：隨著納米碳涂層復合型防腐接地材料在石油化工等行業(yè)中廣泛采用，為了有效控制此類接地裝置材料的施工質(zhì)量，本文主要對其特性及施工要求進行了闡述，以便確保此類施工完畢的接地裝置材料發(fā)揮其本身優(yōu)越的性能。

關(guān)鍵詞：接地裝置;納米碳涂層復合材料;特性;施工要求

引言

在我們以往的接地裝置安裝工程中，接地干支線材料多為熱鍍鋅扁鋼和銅絞線、接地極多為熱鍍鋅角鋼和銅包鋼接地極。目前JR納米碳涂層復合型防腐接地材料在石油化工建設行業(yè)已得到廣泛應用，此接地材料具有導電性能好、耐腐蝕、環(huán)保等特點。通過在工程中的實踐，對此類接地材料的性能及施工技術(shù)進行了總結(jié)，可為同類施工提供一定借鑒價值。

1 JR納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼、GD-04Y系列接地模塊的特性及構(gòu)成

1.1JR納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼特性及構(gòu)成

1.1.1導電性

納米碳防腐導電材料是新一代研制的防腐導電材料。納米碳作為導電添加劑，比石墨粉和鎳粉賦予材料更好的導電性。國家電網(wǎng)公司武漢高壓研究所測試的結(jié)果表明，納米碳涂層在耐受大電流沖擊（30kA/2s）試驗前后其直流電阻值幾乎無變化，完全符合要求，如表1。

1.1.2熱穩(wěn)定性

國家電網(wǎng)公司武漢高壓研究所測試的結(jié)果表明，納米碳防腐導電涂層可耐受大電流沖擊（30kA/2s），經(jīng)大電流沖擊試驗后，涂層無灼傷、無剝離，即可滿足雷電沖擊或電網(wǎng)短路事故形成的大電流沖擊。

1.1.3耐腐蝕性

當導電材料的粒徑Φ<100nm時，納米碳防腐導電材料具有納米材料的共性，納米導電材料與納米成膜材料以幾乎同一數(shù)量級的粒徑相互滲透，彼此無明顯的界面，電解溶液無法滲透到涂層內(nèi)部，因此其耐腐蝕性極強。傳統(tǒng)的鍍鋅接地扁鋼，在鋅和鐵構(gòu)成的腐蝕原電池中，鋅作為犧牲陽極保護了接地扁鋼基材，但鍍鋅接地扁鋼的鍍鋅層厚度極其有限，因此鍍鋅接地扁鋼的耐腐性相對比較弱。

1.1.4附著力

附著力是導電材料極其重要的一項指標，也是決定導電材料壽命的一項重要因素。經(jīng)國家建筑材料測試中心檢測，納米碳防腐導電材料可以達到“Ⅰ級”附著力。

1.1.5JR納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼構(gòu)成

納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼以碳鋼為基材，經(jīng)酸洗、熱鍍鋅后電噴涂納米碳涂層制成，基材和防腐涂層均是碳元素，避免了電化學腐蝕，也避免了與相異金屬的腐蝕，對土壤和地下水不會造成重金屬污染。納米碳防腐導電涂料與熱鍍鋅制成的保護接地網(wǎng)使用壽命可達40年以上，傳統(tǒng)的熱鍍鋅接地扁鋼使用壽命約為15年，且一次性投資較低。

1.2 GD-04Y系列接地模塊特性及構(gòu)成

1.2.1降阻特性

GD-04Y系列接地模塊采用非金屬導電物質(zhì)為主劑，是無機物理型降阻產(chǎn)品，無化學污染物。電阻率低至0.15Ω.m，其導電性不受季節(jié)影響，同時能吸濕保濕、能保持與土壤有效接觸。

1.2.2長效特性

GD-04Y系列接地模塊所采用非金屬導電物質(zhì)具有良好的化學物理穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品使用后長期有效，使用壽命超過40年。

1.2.3耐腐蝕特性

接地模塊包裹的金屬電極（一般為鍍鋅圓鋼、扁鋼、角鋼等，材質(zhì)為碳鋼），隔絕土壤中氧和水分與電極的接觸，從而大大降低金屬電極的腐蝕速度，尤其是在鹽堿土壤中使用，其效果更為明顯。經(jīng)開挖試驗，接地體表面形成鋼灰色的鈍化膜，接地體無腐蝕跡象，并且鈍化膜有進一步保護接地體免遭腐蝕的作用。傳統(tǒng)的接地極多為金屬材質(zhì)無包裹，金屬接地極受化學腐蝕、電化學腐蝕的影響較強，因此使用壽命相對較低。

1.2.4穩(wěn)定特性

模塊不受季節(jié)和溫度的影響，可耐受大沖擊電流沖擊。模塊內(nèi)置高分子離子電解材料及吸附材料，能夠保存大量的水分，并且電解離子材料在水分、土壤其它礦物質(zhì)的共同作用下，長期緩慢釋放出交換離子，因此能夠保持電阻穩(wěn)定。

1.2.5 GD-04Y系列模塊構(gòu)成

GD-04Y系列低電阻接地模屬于新型非金屬接地模塊，采用超高鉬石墨、電解負離子粉、降阻電溶液等高導電率材料、膠凝材料、防腐材料、金屬電極通過機械壓力成型，且無極性，成型模塊外形多為平板型、圓柱形、梅花型（如下圖所示）。成型模塊輕便，便于運輸和施工，抗摔高度可達3m以上，且環(huán)保無污染。

2 納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼、GD-04Y系列接地模塊的施工要求

2.1從水平地面開挖深1m地溝，地溝需平整且無砂卵石，并在溝底鋪設約100mm厚細土，最后敷設納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼。

2.2 GD-04Y系列低電阻模塊既可水平擺放、也可垂直擺放，模塊間距一般為6m，不得低于3m，目的是減少其屏蔽效應;接地模塊垂直設置時，采用小型挖掘機開挖模塊坑，坑深為接地模塊長度減0.5m;接地模塊水平設置時，人工開挖模塊坑，坑深為接地模塊厚度的2/3。模塊坑開挖時要大于模塊外形尺寸100～200mm，坑內(nèi)應平整且鋪設約100mm厚細土后放入模塊，最后在模塊四周回填細土并夯實，確保模塊與土壤可靠接觸，減少其接觸電阻。

2.3納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼之間連接采用電弧焊焊接，至少三個棱邊焊接;納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼與接地模塊電極（圓鋼）雙面焊接。如下圖：

2.4清除焊接部位的焊渣、藥皮、污垢，涂刷防腐導電涂料，涂刷兩遍，涂刷間隔為3小時。

2.5第二遍涂刷3小時后，先用細土回填，細土埋沒納米碳涂層復合型接地扁鋼、接地模塊約0.3m后，再回填其它雜土。回填完畢，即可夯實或碾壓。

2.6納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼之間、納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼與接地模塊電極（圓鋼）之間的焊接必須滿焊，以保證導體有效截面積，確保其導電效果及可靠性。

2.7在施工中，所有納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼煨彎預制均采用冷彎法。冷彎半徑≥500mm時，納米碳涂層不應受損傷，但要避免反復彎曲。冷彎半徑<500mm時，彎曲部位及彎曲工具的夾痕有脫落處，要用納米漆修補劑涂料補刷，補刷兩遍，第二遍與第一遍時間間隔3小時。

2.2.3 模塊應存放在陰涼處，當模塊塑料包裝袋打開后，應及時進行安裝，嚴禁在太陽下暴曬，避免模塊因缺保濕保護而開裂，導致模塊使用效果降低。

2.2.4當下雨、下雪或相對濕度≥90%時，不能進行納米漆修補劑涂刷工作。涂刷后的三小時內(nèi)，不能浸水、不得有嚴重的飛揚灰塵。施工現(xiàn)場注意通風、防火。

2.2.5涂刷的表面必須保持干凈，表面的水分應用棉紗擦凈并風干。

2.2.6納米漆修補劑是有機溶劑揮發(fā)型涂料，易揮發(fā)固化，盡量現(xiàn)場使用時才開罐;使用前要將涂料攪勻，攪勻時間約5～10分鐘。

2.2.7涂刷方法：用毛刷像刷油漆一樣，但是為了保證一定的涂刷厚度，刷子不能太用力向下按。由于涂料揮發(fā)較快，采用單向涂刷方法，刷子不返回刷，尤其不能在一處反復涂刷。涂刷3小時后，再涂刷第二遍。涂刷前，焊接處應處于自然冷態(tài)。

2.2.8冬季施工涂刷，可用丙酮做稀釋劑，其他季節(jié)使用環(huán)、己酮做稀釋劑。當涂料粘稠不方便涂刷時，可加入涂料總量的5%以下的稀釋劑。涂刷厚度及層數(shù)，每層的涂刷厚度≥0.08mm，涂刷兩層。

3 結(jié)束語

JR納米碳涂層復合型防腐接地扁鋼、GD-04Y系列接地模塊，此類接地裝置材料在石油化工建設等領(lǐng)域中已得到廣泛采用，它的成功使用為同類工程施工提供參考、借鑒依據(jù)，掌握其特性和施工要求是確保施工完畢的此類接地裝置能夠長期、有效、可靠運行的先決條件。

參考文獻：

[1]?GB50169-2016，電氣裝置安裝工程 接地裝置施工與規(guī)范驗收【S】.北京：中國計劃出版社，2016.

[2]?武漢建人電力防腐科技有限公司JR納米碳防腐導電涂料產(chǎn)品說明書

（作者單位：廣西桂林南藥股份有限公司）