一种耐腐蚀架空线的制作方法

1.本发明涉及架空线领域，具体涉及一种耐腐蚀架空线。


背景技术：

2.阳极氧化、微弧氧化处理铝基材也可以使铝基材表面生成陶瓷膜层，但是经阳极氧化、微弧氧化处理生成的陶瓷膜层为多孔结构，这种多孔结构不耐腐蚀，在高腐蚀气体环境中，极易使铝基材在孔隙处发生点状腐蚀，因此，其在耐腐蚀处理方面多作为蚀刻微孔结构的辅助手段以便于进行后续涂覆的其他耐腐蚀材料与铝基材结合的更为牢固。
3.专利cn2022115220935公开了一种可降低电晕损耗的防腐蚀架空线及其制备方法，其通过热电化学氧化处理使架空线外层铝线上生成20～200μm的陶瓷膜层。这种陶瓷膜层由于厚度较厚，实际上是一种硬质陶瓷膜层，不耐弯折，单个的铝线由于需要经过盘绕和绞合才形成架空线，而硬质陶瓷膜层在盘绕和绞合时很容易脱落，因此，这种硬质耐腐蚀陶瓷膜层只能应用在不需要大幅弯折的已绞合好架空线表面上，而对于架空线内部的接触腐蚀和缝隙腐蚀的防护则无能为力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种由具有柔性耐腐蚀陶瓷膜层的铝线绞合的架空线，以耐弯折的具有柔性耐腐蚀陶瓷膜层的铝线作为架空线的内层铝线，使整个架空线内部的铝线也具有耐腐蚀性陶瓷膜层，以弥补现有此类架空线不能防护接触腐蚀和缝隙腐蚀的缺陷。
5.为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：
6.一种耐腐蚀架空线，包括绞合在一起的若干圈层铝线，其中，至少一个圈层的铝线是耐腐蚀铝线，耐腐蚀铝线的表面具有经热电化学氧化处理而生成的柔性耐腐蚀陶瓷膜层，柔性耐腐蚀陶瓷膜层的厚度≤15μm，柔性耐腐蚀陶瓷膜层的主要成分是无定形al2o3。
7.进一步的，所述耐腐蚀铝线位于耐腐蚀架空线的最外层。
8.进一步的，耐腐蚀架空线还包括钢芯，所述耐腐蚀铝线位于与钢芯相贴的内层。
9.进一步的，所述耐腐蚀铝线位于耐腐蚀架空线的最内层和最外层。
10.进一步的，所述耐腐蚀架空线的最外层铝线具有硬质耐腐蚀陶瓷膜层，而其余圈层的铝线则具有柔性耐腐蚀陶瓷膜层。
11.与现有技术，本发明的有益技术效果：
12.本发明的耐腐蚀架空线，由具有耐弯折的柔性耐腐蚀陶瓷膜层的铝线绞合而成，架空线中所有圈层上的铝线都具有耐腐蚀陶瓷膜层，可以对外层腐蚀、缝隙腐蚀和内层接触腐蚀进行全方位的防护，耐腐蚀性能大大优于仅外层具有硬质耐腐蚀陶瓷膜层的架空线。
附图说明
13.图1是电流密度1a/dm2下不同线速生成的陶瓷膜层厚度对比，从左到右依次是5min/米、10min/米、15min/米。
14.图2是本发明实施例2中的盐雾实验结果；
15.图3是盘绕状态的耐腐蚀铝线卷的实物图片。
具体实施方式：
16.下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
17.实施例1
18.一种耐腐蚀架空线，包括绞合在一起的若干圈层铝线，其中，至少一个圈层的铝线是耐腐蚀铝线，耐腐蚀铝线的表面具有经热电化学氧化处理而生成的柔性耐腐蚀陶瓷膜层，柔性耐腐蚀陶瓷膜层的厚度≤15μm，柔性耐腐蚀陶瓷膜层的主要成分是无定形al2o3。制备方法如下：
19.(1)设置热电化学氧化镀池：
20.热电化学氧化镀池为双镀池体系，包括两个相互独立的镀池，每个镀池内设置有电极，每个镀池与一个独立的电解液循环系统相连，两个镀池的电极分别接热电化学氧化电源。
21.(2)在牵拉装置的牵引下，使铝线通过热电化学氧化镀池，铝线通过双镀池体系时，穿过电解液的区域发生热电化学氧化生成陶瓷膜层，镀池间的铝线作为导线连通两个穿过电解液的铝线，在铝线通过双镀池体系后，铝线表层生成厚度≤15μm的耐弯折柔性耐腐蚀陶瓷膜层，晾干，得耐腐蚀铝线；
22.(3)通过框绞机绞合耐腐蚀铝线，即得到耐腐蚀架空线。
23.实施例2
24.本实施例中，铝线直径为4.2mm，电源为双向高频脉冲电源：频率600hz，工作模式为恒流模式，电压在400-800v间浮动；电解液：硅酸盐体系电解液；电解液中的硅酸盐浓度是8g/l；镀池内电解液温度：15-20℃间浮动。
25.将电流密度设置为1a/dm2，线速(1米铝线穿过电解液的总时长)依次是5min/米、10min/米、15min/米、20min/米，得4组实验样件；将氧化处理的时长设定为10min min/米，将电流密度依次设置为0.5a/dm2、1a/dm2、1.5a/dm2……
3a/dm2，得6组实验样件。
26.将制得的铝线截取小段，树脂包裹固化，打磨出垂直截面，测量生成的陶瓷膜层厚度并观察截面上的孔隙形态。结果如图1所示，电流密度不变时，随着线速的降低，陶瓷膜层的厚度从2μm依次增加到10μm，但其表面的孔隙率也随时间的增多而增多。
27.当线速不变时，随着电流密度的增加，陶瓷膜层的厚度从1μm依次增加到15μm，表面孔隙率也随时间的增多而增多。此类陶瓷膜层的脆性随厚度的增加而增加，陶瓷膜层越薄，其柔性越好，但太薄其膜层内具有贯穿孔，耐腐蚀性能不佳。理想的柔性耐腐蚀膜层应当是无贯穿孔且尽可能的薄、尽可能的致密和尽可能低的孔隙率。以此为标准挑选潜在具有耐腐蚀性能的样件和油脂防腐铝线一起进行盐雾实验(盐雾实验条件：ph值3.0，温度50℃，48h)。
28.图2所示是盐雾实验结果，从左到右依次是：油脂防腐铝线(对照)、陶瓷膜层铝线
(1a/dm2，10min min/米)、陶瓷膜层铝线(1a/dm2，20min min/米)、陶瓷膜层铝线(1.5a/dm2，10min min/米)、陶瓷膜层铝线(1.5a/dm2，20min min/米)，可以看出1a/dm2，10min min/米对应的陶瓷膜层铝线具有最佳的防腐蚀效果。
29.多次重复实验，调整不同的电流密度和氧化处理时长组合，对获得的样件进行打磨、观察、测量和48h盐雾实验，最终筛选出的最佳工艺方案为：电流密度0.8a/dm2，线速8min/米，生成的陶瓷膜层的厚度为4-6μm，膜层致密、孔隙率低且截面无贯穿孔，xrd显示陶瓷膜层的组分主要为无定型al2o3和少量γ-al2o3。图3所示是本实施例中以电流密度0.8a/dm2，氧化处理的时长8min生产的盘绕状态的耐腐蚀铝线卷的实物图片，铝线表层具有均匀的陶瓷涂层，且盘绕状态下陶瓷膜层不脱落。
30.实施例3
31.本实施例中，将耐腐蚀铝线和裸铝线一起绞合成耐腐蚀架空线，其中，耐腐蚀铝线位于耐腐蚀架空线的外层，这种耐腐蚀架空线适用于干燥少雨无腐蚀气体的地区，仅对其外层进行耐腐蚀防护即可。
32.实施例4
33.本实施例中，将耐腐蚀铝线和钢芯一起绞合成耐腐蚀钢芯铝绞线，其中，耐腐蚀铝线仅位于与钢芯相贴的内层，从而对架空线内部的接触腐蚀进行防护。
34.实施例5
35.本实施例中，将耐腐蚀铝线和钢芯一起绞合成耐腐蚀钢芯铝绞线，其中，耐腐蚀铝线位于与钢芯相贴的内层和耐腐蚀钢芯架空线的外层，以对腐蚀情况比较严重的内层接触腐蚀和外层腐蚀进行防护。
36.实施例6
37.本实施例中，将耐腐蚀铝线和裸铝线一起绞合，得耐腐蚀架空线，其中，裸铝线位于耐腐蚀架空线的外层，再对外层裸铝线进行氧化处理，使外层裸铝线表层生成厚度更厚的硬质耐腐蚀陶瓷膜层，具体方法可参考专利cn cn2022115220935公开的方法：在牵拉装置的牵引下，使步骤(3)制备的耐腐蚀架空线通过热电化学氧化镀池使外层裸铝线表层生成硬质耐腐蚀陶瓷膜层；热电化学氧化镀池为双镀池体系，包括两个相互独立的镀池，每个镀池内设置有电极，每个镀池与一个独立的电解液循环系统相连，两个镀池的电极分别接热电化学氧化电源。硬质耐腐蚀陶瓷膜层包括内外两层，其中，内层为致密层，外层为疏松多孔层，硬质耐腐蚀陶瓷膜层中主要成分是al2o3，且α-al2o3在总al2o3中的占比为40％～60％。所用热电化学氧化电源是双向高频脉冲电源，电压400-800v，频率900hz，热电化学氧化电源的工作模式为恒流模式，电流密度8a/dm2，空线穿过电解液的速度是20min/米。
38.由于外层腐蚀是架空线发生腐蚀最严重的区域，本实施例先氧化处理单根铝线，使铝线具有耐弯折的柔性耐腐蚀陶瓷膜层，然后再将其和裸铝线一起绞合成架空线，使裸铝线位于架空线的外层，然后再对架空线进行氧化处理，使架空线外层铝线具有耐腐蚀性能更好的硬质陶瓷膜层，在使架空线中所有圈层上的铝线都具有耐腐蚀陶瓷膜层的同时，重点加强了外层铝线的耐腐蚀性能。