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海上风电的腐蚀与防护

时间:2023-10-04作者: 爱游戏电子竞技

  叶片防腐主要采取涂层法。《风力发电机组风轮叶片》(JB/T10194-2000)指出,“叶片在某些特定的程度上暴露在腐蚀性环境条件下并且不容易接近。由于运行条件的原因,在许多情况下不可能重做防腐层,因此重视设计、材料选择和防腐保护的方法很重要”。复合材料叶片应采用胶衣保护层,但没有相应的指标规定。

  目前叶片防腐涂料主要以进口为主,成本都比较高。 “MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”的“863”计划中,要求叶片表面保护涂料能提高叶片耐紫外老化、耐风沙侵蚀以及耐湿热、盐雾侵蚀的能力,适应我国南北方不同极端天气特征情况下风电场使用需求,保证风轮叶片 20 年的设计常规使用的寿命,并没有对海上腐蚀环境不一样的情况提出具体指标要求。因此,针对海上风电叶片涂料,还需结合国外的应用经验加强完善相关标准。

  根据近几年东海大桥海上风电场、江苏如东海上风电场的反馈,钢结构基础的腐蚀问题呈普遍性逐步增多趋势,大多数表现在防腐方案不合理、涂层失效、阴极保护系统缺陷、防腐材料及实施工程质量不过关等方面, 因此, 在海上风电的防腐蚀设计、建造及运行维护等方面应注意以下问题:

  对于塔筒结构及钢桩基础的防腐,主要参照海洋工程钢结构的防腐方法, 国内外相关的标准规范较多, 目前最常用的如下 :

   ISO12944色漆和清漆--防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 ;

  ISO20340 色漆和清漆 -- 用于近海建筑及相关结构的保护性涂料体系的性能要求;

  ISO 12944 是目前国际上应用最广泛的钢结构防腐蚀涂装规范,ISO 20340 和 NORSOK M501 对海上风电防腐蚀涂料体系的性能测试和实施工程技术等做出了规定。针对沿海及海上风电防腐,根据国内海上风电的发展现状,我国正在制订《沿海及海上风电机组防腐技术规范》,规范中对防腐蚀涂层体系、阴极保护的设计、施工、检验及后期维护等都做出了明确规定,该规范发布实施后,将极大的提升我国海上风电防腐作业管理水平。

  海上风电由于其特殊性,安装好投入运行后,再进行涂层维护很难,且费用相当高,通常按 25 年的长期寿命进行涂层体系设计, 因此, 防腐涂料及实施工程质量要求也相对较高。 “三分涂料,七分施工”,选择了质量满足要求的涂料产品之后,涂层实施工程质量的好坏,就决定了最终的保护效果。表面处理是涂装工作的第一步,一般要求喷砂除锈达到 Sa2 级,同时对砂料、施工环境天气特征情况、压缩空气等都有相关规定,应严格执行。在表面处理达到一定的要求后,才可以进行涂装施工。应严格按照涂料使用说明书的要求做储存、配料、施工,为保证质量,当湿度和温度条件不满足时,严禁施工。为方便施工监理,对每道涂层的颜色一般都有明确规定。

  海上风电的钢结构基础一般会用涂层和阴极保护防腐,这样的一种情况下,阴极保护系统运行效果如何,就一定要通过监检测系统来获取相关信息进行判定。阴极保护无论是牺牲阳极还是外加电流方式,都要安设参比电极、电流密度探头等,以获取保护电位、保护电流密度等信息。针对涂层和生物腐蚀问题,国外还有电化学阻抗、生物腐蚀、腐蚀速率等探头在海上风电的应用情况。所有探头信息通过数据采集仪定时记录,由于海上风电的特殊性,数据记录仪应具备网络接入功能,传感器的数据应能及时上传网络,并自动保存在监测系统或计算机中。

  海上风电是可再生新能源的重点发展领域,具有广阔发展前途。海上风电机组处于严苛的海洋腐蚀环境,为保证海上风电机组的长期安全运行,必须从设计、制造、安装及后期运行维护等各方面重视防腐蚀问题。

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