本发明涉及法兰电杆技术领域，具体涉及一种法兰电杆的除锈加固方法。
背景技术：
法兰电杆简称法兰杆，包括12米上杆段和6米下杆段，上杆段和下杆段上设有成对的焊接法兰，通过将焊接法兰焊接使上杆段和下杆段连接成一整根电杆，在法兰电杆内部设有钢筋骨架，外部设有水泥层。法兰电杆暴露在空气中的金属部分使用一段时间后因受到水汽侵蚀而逐渐形成铁锈，并加速金属部分锈蚀。法兰电杆的内部钢筋锈蚀后膨胀而将包裹的水泥层向外胀开形成裂缝，进入裂缝的水汽不易蒸发而进一步侵蚀钢筋，久之水泥从法兰电杆上脱落，影响电杆的强度，存在断杆的严重安全隐患。一般电杆的正常运行寿命在50年左右，而严重的锈蚀和露筋会影响电杆的使用，使最长运行时间缩短至18年左右。因此有必要对法兰电杆进行除锈加固，以延长电杆的使用寿命，保证使用安全。传统的除锈加固方式是在法兰上涂刷防锈漆并修补水泥，但防锈效果持续时间只有1～2年，而修补的水泥仅持续1年左右。另外还可以更换新电杆或采用防锈材料的电杆，但是更换新电杆需要增加电杆成本，同时停电操作也会造成巨大的经济损失。中国专利cn201420050928，专利名称法兰盘防锈钢筋混凝土电杆，申请日期2014年1月26日，公开了一种设有杆体和法兰盘的电杆，通过混凝土层包裹法兰盘的连接圈，使法兰盘受混凝土层保护，可以预防生锈。但是完全更换成该电杆的成本大，而且长时间使用后混凝土层会出现风化破裂，导致法兰盘的连接圈生锈。
技术实现要素：
针对法兰电杆生锈导致水泥曝裂、钢筋外露而影响电杆的使用寿命和安全的问题，本发明的目的在于提供一种可以在不停电操作条件下实现法兰电杆的除锈加固方法，可有效除锈并实现对法兰电杆的加固，保持法兰电杆的安全使用，同时避免电杆更换和停电操作，节省经济成本。
本发明提供如下的技术方案：
一种法兰电杆的除锈加固方法，包括以下步骤：
(1)清理准备：凿毛法兰电杆的水泥爆裂部位，打磨碳化表层至露出水泥的坚实部位；
(2)除锈处理：在法兰、钢筋处涂刷除锈液，干燥固化后形成防护层；
(3)涂刷内防锈层、内填料层：在防护层外涂刷防锈漆形成内防锈层，然后刮涂腻子填平法兰电杆的缺陷部位并消除法兰电杆的表面坑洼和空位而形成内填料层；
(4)设置加固层：在内填料层外通过涂刷树脂胶在法兰电杆上黏接并固定碳纤维布，形成环箍法兰电杆的碳纤维布层，如此依次涂刷三层树脂胶并固定三层碳纤维布层；
(5)涂刷中填料层与外防锈层：在最外侧碳纤维布层上刮涂腻子形成中填料层，待中填料层干燥后涂刷防锈漆形成外防锈层；
(6)涂刷外填料层、面漆：在已干燥固化的外防锈层上刮涂腻子形成外填料层，在外填料层干燥固化后涂刷面漆。
作为本发明的一种改进，步骤(2)中1l的所述除锈液由以下组份组成：质量分数为85％的磷酸280～330ml、氧化锌25～35g、促进剂1～3g、钼酸钠溶液2.5～7.5g、络合剂15～25g、表面活性剂1.5～4.5g，余量为水。
作为本发明的一种改进，步骤(2)中1l的所述除锈液由以下组份组成：质量分数为85％的磷酸300ml、氧化锌25g、促进剂2g、钼酸钠溶液7.5g、络合剂25g、表面活性剂4.5g，余量为水。
作为本发明的一种改进，步骤(1)中打磨后露出的水泥坚实部位与在同一段水泥杆中的法兰的距离≥20mm。
作为本发明的一种改进，步骤(3)中所述内防锈层的厚度≤2mm。
作为本发明的一种改进，步骤(4)中所述碳纤维布为单向碳纤维布。
作为本发明的一种改进，步骤(5)中所述中填料层的厚度≥5mm，外防锈层的厚度≤3mm。
作为本发明的一种改进，所述腻子为环氧腻子。
作为本发明的一种改进，所述树脂胶为环氧胶。
作为本发明的一种改进，步骤(6)中涂刷面漆后的法兰直径与初始直径的平均误差＜10mm。
本发明的法兰电杆的除锈加固方法，在步骤(2)中使用除锈液并形成防护层实现除锈防护。所用除锈液为磷酸、氧化锌、钼酸钠、促进剂、表面活性剂和络合剂的混合溶液，其中磷酸与氧化锌在弱酸性时生成可溶性低的氧化锌-磷酸正盐。磷酸可以去除法兰电杆表面的锈蚀，且在络合剂的作用下常温即可除锈。随磷酸被消耗，除锈液酸性减弱，氧化锌-磷酸正盐在法兰电杆表面解析沉淀出晶粒而形成磷化膜即防护层，使法兰电杆表面因磷化膜的存在而避免生锈。在促进剂作用下，晶粒形成速度加快并且呈细化趋势，加快磷化膜的形成。钼酸钠使磷化膜进一步致密化，提高了磷化膜的防锈性能。表面活性剂则有效清除法兰电杆表面的油污等，使除锈液与法兰电杆表面的充分接触，促进磷化膜的形成。防锈漆则进一步强化磷化膜的防锈作用。在除锈防锈后采用碳纤维布和环氧腻子进一步加固。环氧腻子对水泥有较强的粘合力，且硬度高、抗压，可以填充缝隙，平实法兰电杆表面。碳纤维布在环氧胶粘结固化作用下环箍法兰电杆，起到阻绝水汽、油污、空气等的作用，提高磷化膜的防锈效果。填料层与防锈层的厚度越大，防护效果越好，但是过厚会导致填料层或防锈层与空气接触的一侧发生龟裂，反而影响防锈效果，因此在实施该操作方法中需控制内、外防锈层以及内、中、外填料层的厚度。
本发明的有益效果如下：
本发明的法兰电杆的除锈加固方法，(1)通过除锈液可以有效除锈，同时在法兰表面形成的磷化膜防护层可有效防止法兰电杆的再次锈蚀。碳纤维布层和由环氧腻子形成的内、中、外填料层进一步加固防护，强化磷化膜的防锈作用，延长了电杆的使用寿命和安全强度。(2)该除锈加固方法可以在电杆正常使用状态下操作，避免了停电操作带来的经济损失。(3)节省了更换新的电杆造成的经济成本。(4)成本低，效果显著，有广泛的推广价值。
具体实施方式
如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
其中，腻子优选为环氧腻子，树脂胶优选环氧胶。
实施例1
一种法兰电杆的除锈加固方法，包括以下步骤：
(1)清理准备：凿毛法兰电杆的水泥爆裂部位，打磨碳化表层至露出水泥的坚实部位，打磨后露出的水泥的坚实部位与在同一段水泥杆中的法兰的距离20mm；
(2)除锈处理：在法兰、钢筋处涂刷除锈液，干燥固化后形成防护层，其中1l的除锈液由以下组份组成：质量分数为85％的磷酸300ml、氧化锌25g、促进剂2g、钼酸钠溶液7.5g、络合剂25g、表面活性剂4.5g，余量为水；
(3)涂刷内防锈层、内填料层：在防护层外涂刷防锈漆形成内防锈层，干燥固化后的内防锈层的厚度1.76mm，然后刮涂腻子填平法兰电杆的缺陷部位并消除法兰电杆的表面坑洼和空位而形成内填料层；
(4)设置加固层：在内填料层外通过涂刷树脂胶在法兰电杆上黏接并固定碳纤维布，形成环箍法兰电杆的碳纤维布层，如此依次涂刷三层树脂胶并固定三层碳纤维布层，其中碳纤维布为单向碳纤维布；
(5)涂刷中填料层与外防锈层：在最外侧碳纤维布层上刮涂腻子形成中填料层，待中填料层干燥后涂刷防锈漆形成外防锈层，其中干燥固化后的中填料层的厚度5.21mm，外防锈层的厚度2.14mm；
(6)涂刷外填料层、面漆：在已干燥固化的外防锈层上刮涂腻子形成外填料层，在外填料层干燥固化后涂刷面漆，涂刷面漆后的法兰直径与初始直径的平均误差为7.88mm。
完工后12个月内对法兰电杆的除锈加固效果进行检查，未发现修补处出现生锈、裂缝、开裂、脱落等现象。
实施例2
一种法兰电杆的除锈加固方法，包括以下步骤：
(1)清理准备：凿毛法兰电杆的水泥爆裂部位，打磨碳化表层至露出水泥的坚实部位，打磨后露出的水泥的坚实部位与在同一段水泥杆中的法兰的距离22mm；
(2)除锈处理：在法兰、钢筋处涂刷除锈液，干燥固化后形成防护层，其中1l的除锈液由以下组份组成：质量分数为85％的磷酸280ml、氧化锌30g、促进剂1g、钼酸钠溶液2.5g、络合剂15g、表面活性剂1.5g，余量为水；
(3)涂刷内防锈层、内填料层：在防护层外涂刷防锈漆形成内防锈层，干燥固化后的内防锈层的厚度1.62mm，然后刮涂腻子填平法兰电杆的缺陷部位并消除法兰电杆的表面坑洼和空位而形成内填料层；
(4)设置加固层：在内填料层外通过涂刷树脂胶在法兰电杆上黏接并固定碳纤维布，形成环箍法兰电杆的碳纤维布层，如此依次涂刷三层树脂胶并固定三层碳纤维布层，其中碳纤维布为单向碳纤维布；
(5)涂刷中填料层与外防锈层：在最外侧碳纤维布层上刮涂腻子形成中填料层，待中填料层干燥后涂刷防锈漆形成外防锈层，其中干燥固化后的中填料层的厚度5.56mm，外防锈层的厚度2.02mm；
(6)涂刷外填料层、面漆：在已干燥固化的外防锈层上刮涂腻子形成外填料层，在外填料层干燥固化后涂刷面漆，涂刷面漆后的法兰直径与初始直径的平均误差8.22mm。
完工后12个月内对法兰电杆的除锈加固效果进行检查，未发现修补处出现生锈、裂缝、开裂、脱落等现象。
实施例3
一种法兰电杆的除锈加固方法，包括以下步骤：
(1)清理准备：凿毛法兰电杆的水泥爆裂部位，打磨碳化表层至露出水泥的坚实部位，打磨后露出的水泥的坚实部位与在同一段水泥杆中的法兰的距离25mm；
(2)除锈处理：在法兰、钢筋处涂刷除锈液，干燥固化后形成防护层，其中1l的除锈液由以下组份组成：质量分数为85％的磷酸330ml、氧化锌35g、促进剂3g、钼酸钠溶液5g、络合剂20g、表面活性剂3g，余量为水；
(3)涂刷内防锈层、内填料层：在防护层外涂刷防锈漆形成内防锈层，干燥固化后的内防锈层的厚度1.58mm，然后刮涂腻子填平法兰电杆的缺陷部位并消除法兰电杆的表面坑洼和空位而形成内填料层；
(4)设置加固层：在内填料层外通过涂刷树脂胶在法兰电杆上黏接并固定碳纤维布，形成环箍法兰电杆的碳纤维布层，如此依次涂刷三层树脂胶并固定三层碳纤维布层，其中碳纤维布为单向碳纤维布；
(5)涂刷中填料层与外防锈层：在最外侧碳纤维布层上刮涂腻子形成中填料层，待中填料层干燥后涂刷防锈漆形成外防锈层，其中干燥固化后的中填料层的厚度5.36mm，外防锈层的厚度2.10mm；
(6)涂刷外填料层、面漆：在已干燥固化的外防锈层上刮涂腻子形成外填料层，在外填料层干燥固化后涂刷面漆，涂刷面漆后的法兰直径与初始直径的误差8.02mm。
完工后12个月内对法兰电杆的除锈加固效果进行检查，未发现修补处出现生锈、裂缝、开裂、脱落等现象。
使用本发明的方法对浙江省平湖市10千伏线路中受损锈蚀的101基法兰电杆进行除锈加固，完工后24个月内持续对法兰电杆的除锈加固效果进行检查，未发现修补处出现生锈、裂缝、开裂、脱落等现象。以修复101基法兰电杆进行计算，本发明的方法可因避免更换新的法兰电杆而节约54.45万元，同时由于允许在不停电的情形下完成操作，避免了停电操作产生的2070.6万元的经济损失，因此共节省成本2125.05万元，远远大于利用本方法修复101基电杆的经济成本，产生巨大的经济效益，如表1所示。
表1停电操作的经济成本