不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置及制備方法，所述接地裝置是由優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體和沿芯體長度方向包覆在芯體外圍的不銹鋼包覆層組成的雙層結(jié)構(gòu)。芯體優(yōu)質(zhì)碳素鋼中含有：P、S均≤0.035%；C：0.05%～0.39%；Si：≤0.37%；Mn：0.25%～1%；Cr：0.15%～0.25%；不銹鋼包覆層中含有：Cr：18%～24%；Ni：10%～22%；C：0.1%～0.15%。該發(fā)明裝置耐酸堿腐蝕性能好、耐熱性以及機械加工特性能得到明顯提高。
【專利說明】不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置及制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種接地裝置，具體是一種不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置及制備方法。
【背景技術】
[0002]多年來，我國由于接地問題引起的電力系統(tǒng)事故時有發(fā)生。我國原有接地裝置大都采用鍍鋅工藝對鋼材進行防腐。鍍鋅鋼接地材料存在運行周期較短、防腐性能不強、施工工藝不完善、通流性能不高的缺陷。國外發(fā)達國家，如美國、日本等國普遍使用銅質(zhì)接地網(wǎng)，我國電力系統(tǒng)也采用銅質(zhì)接地網(wǎng)，其主要原因是銅質(zhì)材料(含銅層厚度不小于0.8_的銅覆鋼)耐腐蝕性能好，使用壽命長。但是，現(xiàn)有銅質(zhì)(含銅層厚度不小于0.8mm的銅覆鋼)接地材料在實際使用中漸漸暴露出來的一系列隱患和缺陷。
[0003]任何金屬材料都有其固有的電極電勢,一般用電極電勢Eq低的金屬做犧牲陽極，保護陰極上電極電勢高的金屬，形成腐蝕電池，腐蝕陽極上金屬，保護陰極上金屬。鋅的電極電勢Eq = -0.7618V、鐵的電極電勢Eq = -0.447V、銅的電極電勢Eq = 0.3417V，鋅的電極電勢比鐵低，比銅更低，因而鋅可作犧牲陽極保護鐵和鋼。如果用銅作接地網(wǎng)材料，而接地網(wǎng)附近有很多混凝土和鋼構(gòu)件及地下電纜管道等，這些鋼材電極電勢比銅低很多，結(jié)果形成鐵為陽極，銅為陰極的腐蝕電池，其腐蝕電壓為0.75v，更加上構(gòu)架上母線泄漏電流，經(jīng)鋼材流入地下銅接地網(wǎng)，又形成電解腐蝕。這時鋼構(gòu)架成為犧牲陽極，銅接地網(wǎng)成為被保護陰極，因而加速構(gòu)架鋼材和混凝土內(nèi)鋼筋及地下管道電纜的腐蝕，這就成為變電站的事故隱患。除此之外，銅質(zhì)、銅覆鋼(銅層厚度不小于0.8_)僅在堿性土壤中防腐蝕性能比鐵好，銅在酸性土中防腐蝕性能比鐵差，盲目使用將帶來危害；制作銅覆鋼接地材料對環(huán)境污染十分嚴重且大量銅材埋在地下，對水資源、土壤均會造成嚴重污染。
[0004]由上可知，現(xiàn)有的銅覆鋼接地裝置無法克服在酸性或者中性土壤中易被腐蝕的特性而且也無法克服腐蝕鄰近鋼筋、電力站的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置及制備方法。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為:一種不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置，包括芯體和包覆層，包覆層沿長度方向包覆在芯體外周，所述芯體為優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體，所述包覆層為不銹鋼包覆層；以質(zhì)量百分比計，優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包括:P、S均< 0.035%、C:0.05% ?0.39%、S1:≤ 0.37%、Mn:0.25% ?1%、Cr:0.15% ?0.25%、其余為鐵；不銹鋼包覆層包括:Cr:18% ?24%、Ni:10% ?22%、C:0.1% ?0.15%、其余為鐵。
[0007]優(yōu)選的，以質(zhì)量百分比計，優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包括:P=0.03%、S=0.03%、C=0.2%、Si=0.3%、Mn=0.5%、Cr=0.25%、其余為鐵；不銹鋼包覆層包括:Cr=24%、Ni=20%、C=0.15%、其余為鐵。[0008]所述不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的截面為圓形，直徑為0.5cm -1.3cm0
[0009]所述不銹鋼包覆層的厚度為0.1-0.5cm。
[0010]一種制備不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的方法，不銹鋼包覆層是通過擠壓固相結(jié)合工藝包覆到優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外圍，具體包括以下步驟:
[0011]步驟1、將清洗后的不銹鋼包覆層加熱；加熱溫度為800°C-1100°C，優(yōu)選1000°C; [0012]步驟2、清洗優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外表面，將清洗后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體在保護氣氛下通過感應加熱方式加熱；加熱溫度為:700°C-1000°C，優(yōu)選900°C。
[0013]步驟3、預熱后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體和不銹鋼包覆層一同進入充滿抑制鋼鐵表面氧化的氣體保護室，通過擠壓使不銹鋼包覆層和優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體產(chǎn)生固相結(jié)合，不銹鋼包覆層圍繞優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包覆成型。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點:不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置電阻率低，耐酸堿腐蝕性能好、耐熱性以及機械加工特性能得到明顯提高；而且其制備方法簡單易行。
[0015]下面結(jié)合附圖對 本發(fā)明作進一步詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明的一種不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置，包括芯體和包覆層，包覆層沿長度方向包覆在芯體外周，所述芯體為優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體，所述包覆層為不銹鋼包覆層；以質(zhì)量百分比計，優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包括:p、S均≤0.035%、C:0.05%-0.39%、Si:(0.37%、Mn:0.25%-1%、Cr:0.15%-0.25%、其余為鐵；不銹鋼包覆層包括:Cr:18%-24%、Ni:10% -22%、C:0.1% -0.15%、其余為鐵。
[0019]優(yōu)選的，以質(zhì)量百分比計，優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包括:P=0.03%、S=0.03%、C=0.2%、Si=0.3%、Mn=0.5%、Cr=0.25%、其余為鐵；不銹鋼包覆層包括:Cr=24%、Ni=20%、C=0.15%、其余為鐵。
[0020]所述不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的截面為圓形，直徑為
0.5cm -1.3cm0
[0021]所述不銹鋼包覆層的厚度為0.1-0.5cm。
[0022]所述的制備不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的方法，不銹鋼包覆層是通過擠壓固相結(jié)合工藝包覆到優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外圍，具體包括以下步驟:
[0023]步驟1、將清洗后的不銹鋼包覆層加熱；加熱溫度為800°C-1100°C，優(yōu)選1000°C;
[0024]步驟2、清洗優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外表面，將清洗后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體在保護氣氛下通過感應加熱方式加熱；加熱溫度為:700°C-1000°C，優(yōu)選900°C。
[0025]步驟3、預熱后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體和不銹鋼包覆層一同進入充滿抑制鋼鐵表面氧化的氣體保護室，通過擠壓使不銹鋼包覆層和優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體產(chǎn)生固相結(jié)合，不銹鋼包覆層圍繞優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包覆成型。
[0026]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述:
[0027]實施例1
[0028]一種不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置，包括芯體和包覆層，包覆層沿長度方向包覆在芯體外周，所述芯體為優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體，所述包覆層為不銹鋼包覆層；以質(zhì)量百分比計，優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包括:P=0.03%、S=0.035%、C=0.05%、Si=0.37%、Mn=0.25%、Cr=0.15%、其余為鐵；不銹鋼包覆層包括:Cr=18%、Ni=10%、C=0.1%、其余為鐵。
[0029]所述不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的截面為圓形，直徑為0.5cm。
[0030]所述不銹鋼包覆層的厚度為0.1cm0
[0031]一種制備不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的方法，不銹鋼包覆層是通過擠壓固相結(jié)合工藝包覆到優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外圍，具體包括以下步驟:
[0032]步驟1、將清洗后的不銹鋼包覆層加熱，加熱溫度為800°C ；
[0033]步驟2、清洗優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外表面，將清洗后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體在保護氣氛下通過感應加熱方式加熱，加熱溫度為700°C。
[0034]步驟3、預熱后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體和不銹鋼包覆層一同進入充滿抑制鋼鐵表面氧化的氣體保護室，通過擠壓使不銹鋼包覆層和優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體產(chǎn)生固相結(jié)合，不銹鋼包覆層圍繞優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包覆成型。
[0035]不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置韌性強，拉伸性能好不易斷，無磁，電阻率低，制備成本低于銅覆鋼。
[0036]實施例2
[0037]—種不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置，包括芯體和包覆層，包覆層沿長度方向包覆在芯體外周，所述芯體為優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體，所述包覆層為不銹鋼包覆層；以質(zhì)量百分比計，優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包括:P=0.035%、S=0.035%、C=0.22%、Si=0.37%、Mn=0.6%、Cr=0.2%、其余為鐵；不銹鋼包覆層包括:Cr=22%、Ni=17%、C=0.15%、其余為鐵。
[0038]所述不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的截面為圓形，直徑為0.9cm。
[0039]所述不銹鋼包覆層的厚度為0.3cm。
[0040]一種制備不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的方法，不銹鋼包覆層是通過擠壓固相結(jié)合工藝包覆到優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外圍，具體包括以下步驟:
[0041]步驟1、將清洗后的不銹鋼包覆層加熱，加熱溫度為900°C ；
[0042]步驟2、清洗優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外表面，將清洗后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體在保護氣氛下通過感應加熱方式加熱，加熱溫度為850°C。
[0043]步驟3、預熱后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體和不銹鋼包覆層一同進入充滿抑制鋼鐵表面氧化的氣體保護室，通過擠壓使不銹鋼包覆層和優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體產(chǎn)生固相結(jié)合，不銹鋼包覆層圍繞優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包覆成型。
[0044]不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置韌性強，電阻率低，耐酸堿腐蝕性能最佳、耐熱性好，易于加工，非常適用于沿海地區(qū)的電力設備。
[0045]實施例3
[0046]—種不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置，包括芯體和包覆層，包覆層沿長度方向包覆在芯體外周，所述芯體為優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體，所述包覆層為不銹鋼包覆層；以質(zhì)量百分比計，優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包括:P=0.035%、S=0.035%、C=39%、Si=0.37%、Mn=l%、Cr=0.25%、其余為鐵；不銹鋼包覆層包括:Cr=24%、Ni=22%、C=0.15%、其余為鐵。
[0047]所述不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的截面為圓形，直徑為1.3cm。
[0048]所述不銹鋼包覆層的厚度為0.5cm。
[0049]一種制備不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的方法，不銹鋼包覆層是通過擠壓固相結(jié)合工藝包覆到優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外圍，具體包括以下步驟:
[0050]步驟1、將清洗后的不銹鋼包覆層加熱，加熱溫度為1100°C ；
[0051]步驟2、清洗優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外表面，將清洗后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體在保護氣氛下通過感應加熱方式加熱，加熱溫度為1000°c。
[0052]步驟3、預熱后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體和不銹鋼包覆層一同進入充滿抑制鋼鐵表面氧化的氣體保護室，通過擠壓使不銹鋼包覆層和優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體產(chǎn)生固相結(jié)合，不銹鋼包覆層圍繞優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包覆成型。
[0053]不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置強度高，韌性強，負載能力強，電阻率低，耐酸堿腐蝕耐熱性能好，非常適用于大型電力裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置，其特征在于，包括芯體和包覆層，包覆層沿長度方向包覆在芯體外周，所述芯體為優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體，所述包覆層為不銹鋼包覆層；以質(zhì)量百分比計，優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包括:P、S均< 0.035%、C:0.05%?0.39%、Si:(0.37%、Mn:0.25%?1%、Cr:0.15%?0.25%、其余為鐵；不銹鋼包覆層包括:Cr:18%?24%、Ni:10% ?22%、C:0.1% ?0.15%、其余為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置，其特征在于，以質(zhì)量百分比計，優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包括:P=0.03%、S=0.03%、C=0.2%、Si=0.3%、Mn=0.5%、Cr=0.25%、其余為鐵；不銹鋼包覆層包括:Cr=24%、Ni=20%、C=0.15%、其余為鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置，其特征在于，該不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的截面為圓形，直徑為0.5cm?1.3cm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置，其特征在于，不銹鋼包覆層的厚度為0.1?0.5cm。
5.一種制備權(quán)利要求1所述不銹鋼包覆優(yōu)質(zhì)碳素鋼耐腐蝕材料的接地裝置的方法，其特征在于，不銹鋼包覆層是通過擠壓固相結(jié)合工藝包覆到優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外圍，具體包括以下步驟: 步驟1、將清洗后的不銹鋼包覆層加熱； 步驟2、清洗優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體外表面，將清洗后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體在保護氣氛下通過感應加熱方式加熱； 步驟3、預熱后的優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體和不銹鋼包覆層一同進入充滿抑制鋼鐵表面氧化的氣體保護室，通過擠壓使不銹鋼包覆層和優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體產(chǎn)生固相結(jié)合，不銹鋼包覆層圍繞優(yōu)質(zhì)碳素鋼芯體包覆成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述制備接地裝置的方法，其特征在于，步驟I中加熱溫度為800。。?1100°C，步驟2中的加熱溫度為:700°C~ 1000。。。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備接地裝置的方法，其特征在于，步驟I中加熱溫度為1000°C，步驟2中的加熱溫度為:900°C。
【文檔編號】H01R4/66GK103441341SQ201310320477
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月27日
【發(fā)明者】王球 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力經(jīng)濟技術研究院