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(shù)領(lǐng)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(shù)：

電網(wǎng)接地裝置是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要設(shè)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(guó)電力容量的增大和電壓等級(jí)的升高，經(jīng)常發(fā)生因接地網(wǎng)腐蝕而引起的電力運(yùn)行安全事故。

目前采用的方法有：陰極保護(hù)法、防腐導(dǎo)電涂料、降阻劑、銅。銅材料相比碳鋼，導(dǎo)電性能高，耐腐蝕性好，熱穩(wěn)定性佳，然而我國(guó)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(dāng)，嚴(yán)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(zhì)的接地裝置在酸性土壤中的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)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(shù)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(jìn)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(shí)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(shí)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?jǐn)嚢枞芙夂?，?0～30wt.％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(shí)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(shí)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(diǎn)在于：

(1)原料材料成本低；

(2)施鍍方法簡(jiǎn)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(duì)于銅及其合金為陽(yáng)極性鍍層，具有優(yōu)異的耐土壤腐蝕性能。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，而不會(huì)形成對(duì)本發(fā)明的限制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實(shí)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(shí)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(zhì)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(zhì)中的EIS測(cè)試結(jié)果：Nyquist圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)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(duì)試樣進(jìn)行除油，溫度50℃，時(shí)間4min，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，試樣用蒸餾水沖洗干凈；化學(xué)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(duì)試樣進(jìn)行化學(xué)拋光，溫度60℃、時(shí)間3min，試樣拋光結(jié)束后用大量蒸餾水反復(fù)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?jǐn)嚢枞芙夂?，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?jǐn)嚢枞芙夂?，?0～30wt.％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(yù)處理后，將作陽(yáng)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(shí)施脈沖電沉積：頻率1000Hz、占空比20％、電流密度為4A/dm²、施鍍時(shí)間45min、溫度50℃、鍍速0.108μm/min，施鍍完成后，沖洗、吹干。

(4)檢測(cè)

本實(shí)施例的檢測(cè)結(jié)果：Ni-Mn-P合金鍍層光滑致密，結(jié)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(zhì)中自腐蝕電流?。浑姾赊D(zhuǎn)移電阻大，腐蝕速率大大低于銅在同一土壤介質(zhì)中的腐蝕速率(圖3、4及表1)。

實(shí)施例2：

(1)前處理：

同實(shí)施例1經(jīng)過堿液除油，化學(xué)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?jǐn)嚢枞芙夂?，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?jǐn)嚢枞芙夂?，?0～30wt.％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(shí)施例1

(4)檢測(cè)

本實(shí)施例所得Ni-Mn-P合金鍍層光滑致密，結(jié)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(zhì)中自腐蝕電流?。浑姾赊D(zhuǎn)移電阻大，腐蝕速率大大低于銅在同一土壤介質(zhì)中的腐蝕速率(圖3、4及表1)

實(shí)施例3：

(1)前處理同實(shí)施例1經(jīng)過堿液除油，化學(xué)拋光等處理；

(2)鍍液配置同實(shí)施例1；

(3)施鍍

工件按照(1)預(yù)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(shí)間60min，施鍍完成后，沖洗、吹干。

(4)檢驗(yàn)

本實(shí)施例所得的Ni-Mn-P合金鍍層光滑致密，結(jié)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(zhì)中自腐蝕電流?。浑姾赊D(zhuǎn)移電阻大，腐蝕速率大大低于銅在同一土壤介質(zhì)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(guān)電化學(xué)參。

表1