通信鐵塔腐蝕防護(hù)現(xiàn)狀與對策

盛勇強(qiáng) 張 杰 劉新程 曾 偉

（1.中國鐵塔股份有限公司山東分公司，山東 濟(jì)南 250001；2.中國船級社質(zhì)量認(rèn)證有限公司，廣東 廣州 510290）

0 引言

通信鐵塔是移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的載體和通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，目前，全國通信鐵塔數(shù)量約220萬座[1]，通信鐵塔主要型式有角鋼塔、單管塔、三管塔、拉線塔等，材質(zhì)主要有Q235、Q345或Q355。隨著我國5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，新建鐵塔以及舊塔改造升級的需求日益劇增，通信鐵塔的設(shè)計(jì)壽命一般為50年，為確保在設(shè)計(jì)壽命期間內(nèi)安全運(yùn)營，鐵塔的腐蝕防護(hù)必不可少。而且，全國大量的存量鐵塔，在大氣、土壤等環(huán)境中經(jīng)過多年的運(yùn)行后出現(xiàn)不同程度的腐蝕，也威脅到鐵塔的結(jié)構(gòu)安全性。因此，通信鐵塔全生命周期內(nèi)的腐蝕防護(hù)非常重要。

1 防腐設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

典型通信鐵塔類型有角鋼塔、三管塔、單管塔、拉線塔、景觀塔、仿生樹、路燈塔，部分典型鐵塔照片如圖1所示。根據(jù)國內(nèi)外通信行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2-6]，通信鐵塔防腐壽命一般不低于20年，通常采用熱浸鍍鋅進(jìn)行防腐，塔身及其附件等非緊固件的熱浸鍍鋅防腐方案如表1所示，緊固件宜采用熱浸鍍鋅，鍍鋅層厚度符合GB/T 13912的規(guī)定。

表1 通信鐵塔非緊固件熱浸鍍鋅防腐方案

圖1 典型通信鐵塔照片

然而，根據(jù)GB/T 19355.1，65μm、85μm的鍍鋅層在C5、CX環(huán)境下的適用壽命均不能滿足鐵塔20年以上使用壽命，可適當(dāng)增加鋅層的厚度，但受鋼構(gòu)件厚度及化學(xué)成分（Si含量等）、表面處理方法、廠家熱浸鍍鋅工藝的影響，對于特定的鋼結(jié)構(gòu)，熱浸鍍鋅厚度一般不能增加很多，這無疑給地處C5和CX環(huán)境下的通信鐵塔的腐蝕防護(hù)帶來挑戰(zhàn)。

2 在役鐵塔腐蝕現(xiàn)狀

通信鐵塔結(jié)構(gòu)受大氣、土壤等尤其是沿海大氣環(huán)境和重工業(yè)污染大氣環(huán)境的影響下，容易遭受腐蝕侵害，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致倒塔事故。目前國內(nèi)外對于通信鐵塔腐蝕現(xiàn)狀調(diào)查的報(bào)道還比較少，潘吉林等[7]調(diào)查發(fā)現(xiàn)在四川因嚴(yán)重腐蝕需要維護(hù)或更換的桿塔占比超過62%，主要是金屬拉線、塔材、螺栓、支撐桿、爬梯、接地扁鐵和通信設(shè)備支撐件。I.O.Otunniyia[8]等對倒塌的管塔調(diào)查發(fā)現(xiàn)選材、焊接引起焊接端板接頭處存在氧濃差腐蝕和熱影響區(qū)的應(yīng)力腐蝕，管塔從內(nèi)部腐蝕斷裂導(dǎo)致管塔倒塌。日本電信運(yùn)營商N(yùn)TT EAST對因航空、環(huán)保標(biāo)識在鍍鋅層外面再做油漆或者采用油漆重新涂裝后的涂層進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，表面處理、涂層技術(shù)和氣候條件、涂層道數(shù)是導(dǎo)致涂層剝落、銹蝕等失效的主要因素，如圖2所示。

圖2 日本電信運(yùn)營商N(yùn)TT EAST公司通信鐵塔涂層失效原因統(tǒng)計(jì)圖

筆者調(diào)查山東某市通信鐵塔腐蝕現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)主要是塔身、地腳螺栓、緊固件、爬梯、輔件存在銹蝕，現(xiàn)場照片如圖3所示。

圖3 山東某市通信鐵塔部件典型銹蝕照片

綜上所述，國內(nèi)通信鐵塔銹蝕主要集中在地腳螺栓、緊固件、塔材、爬梯、金屬拉線等，國外報(bào)道選材、焊接也是造成通信鐵塔銹蝕的原因，日本電信運(yùn)營商N(yùn)TT EAST對通信鐵塔涂層失效的調(diào)查結(jié)果可為后續(xù)鐵塔的防腐維修涂裝的質(zhì)量控制提供參考。

3 防護(hù)對策及建議

腐蝕問題是通信鐵塔面臨的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)，尤其是全國大量的存量鐵塔，隨著運(yùn)營時(shí)間的延長，腐蝕問題日益顯現(xiàn)，針對目前通信鐵塔存在的腐蝕問題，提出以下防護(hù)對策及建議：

（1）盡快開展通信鐵塔的腐蝕調(diào)查和評估，全面掌握不同區(qū)域、不同類型鐵塔腐蝕狀況，對于Cl～C3腐蝕環(huán)境，建議首次評估時(shí)間不超過15年，C4腐蝕環(huán)境，建議首次評估時(shí)間不超過15年，C5腐蝕環(huán)境，建議首次評估時(shí)間不超過8年，根據(jù)不同的腐蝕情況參考電力鐵塔行業(yè)經(jīng)驗(yàn)對腐蝕狀況進(jìn)行分級，采取不同的處理措施；

（2）加強(qiáng)對地腳螺栓腐蝕評估和防腐維修維護(hù)，如可采用聚合物包覆、礦脂包覆、瀝青包覆、混凝土包覆等，對于塔身緊固件銹蝕，表面打磨后可采用冷噴鋅、環(huán)氧富鋅進(jìn)行維護(hù)；

（3）銹蝕嚴(yán)重的塔身結(jié)構(gòu)件、爬梯、附件等，可打磨除銹后，采用低表面處理涂料體系、石墨烯涂料體系[14,15]進(jìn)行防腐維修，對于舊鋅層上再做防腐維修涂裝的，可采用磷酸鋅等具有刻蝕表面效果的底漆，提高與鋅層之間的附著力。在維修涂裝時(shí)，尤其要注意表面處理的質(zhì)量控制；

（4）對于新建和改造的鐵塔，優(yōu)化防腐設(shè)計(jì)，C5、CX環(huán)境下可采用熱浸鍍鋁、熱浸鍍鋅鋁、熱浸鍍鋅鋁鎂稀土合金涂層、鋅-涂料復(fù)合涂層進(jìn)行防腐。也可優(yōu)化選材，如采用更耐蝕的耐候鋼[1,16]等。