海上風力發(fā)電防腐蝕技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

1、海上風力發(fā)電防腐蝕技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢海上風力發(fā)電防腐蝕技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 1 腐蝕和防腐蝕腐蝕和防腐蝕 腐蝕是指（包括金屬和非金屬）在周圍介質(zhì)腐蝕是指（包括金屬和非金屬）在周圍介質(zhì) 水，空氣，酸水，空氣，酸，堿，鹽，溶劑等）作用下產(chǎn)生損耗與破壞的過程，堿，鹽，溶劑等）作用下產(chǎn)生損耗與破壞的過程 ，了防，了防止和減緩腐蝕破壞及其損傷，通過改變某些作用條件和影止和減緩腐蝕破壞及其損傷，通過改變某些作用條件和影響因素而阻斷和控制腐蝕過程，由此所發(fā)展的方法、技術響因素而阻斷和控制腐蝕過程，由此所發(fā)展的方法、技術及相應的工程實施成為防腐蝕工程技術。及相應的工程實施成為防腐蝕工程技術。 2 海水中的腐蝕因

2、素 在沿海地區(qū)，風電設備主要面臨的是海洋大氣腐蝕環(huán)在沿海地區(qū)，風電設備主要面臨的是海洋大氣腐蝕環(huán)境以及海水飛濺等引發(fā)的不同程度的腐蝕現(xiàn)象，因為境以及海水飛濺等引發(fā)的不同程度的腐蝕現(xiàn)象，因為一般沿海地區(qū)的風力發(fā)電設備都海面上、海岸和臨海一般沿海地區(qū)的風力發(fā)電設備都海面上、海岸和臨海地區(qū)，由于環(huán)境介質(zhì)中的氯離子滲入到風電設備的周地區(qū)，由于環(huán)境介質(zhì)中的氯離子滲入到風電設備的周圍達到一定濃度后破壞鋼鐵的防腐層，引起風電塔架、圍達到一定濃度后破壞鋼鐵的防腐層，引起風電塔架、風電葉片等銹蝕。氯離子與空氣中的其他顆粒物在變風電葉片等銹蝕。氯離子與空氣中的其他顆粒物在變壓器金屬外殼靜電的作用下，在變壓器表面形

3、成覆蓋壓器金屬外殼靜電的作用下，在變壓器表面形成覆蓋層，經(jīng)過一系列的化學反應后使設備原有的強度遭到層，經(jīng)過一系列的化學反應后使設備原有的強度遭到破壞，使設備不能達到設計運行要求，給設備安全運破壞，使設備不能達到設計運行要求，給設備安全運行帶來嚴重后果。海洋大氣與設備電氣元件的金屬物行帶來嚴重后果。海洋大氣與設備電氣元件的金屬物發(fā)生化學反應后發(fā)生化學反應后 使原有的電氣性能下降，生成氧化物使原有的電氣性能下降，生成氧化物使電氣觸點接觸不良，它們將導致電氣設備故障或毀使電氣觸點接觸不良，它們將導致電氣設備故障或毀壞，給風電場的安全、經(jīng)濟運行造成很大的影響壞，給風電場的安全、經(jīng)濟運行造成很大的影響

4、3.1 海上風力發(fā)電設備運行環(huán)境和腐蝕分析海上風力發(fā)電設備運行環(huán)境和腐蝕分析 在沿海地區(qū)，風電設備主要面臨的海洋大氣腐蝕環(huán)境以及海水在沿海地區(qū)，風電設備主要面臨的海洋大氣腐蝕環(huán)境以及海水飛濺等引發(fā)的不同程度的腐蝕現(xiàn)象，因為一般沿海地區(qū)的風力飛濺等引發(fā)的不同程度的腐蝕現(xiàn)象，因為一般沿海地區(qū)的風力發(fā)電設備都海面上、海岸和臨海地區(qū)，由于環(huán)境介質(zhì)中的氯離發(fā)電設備都海面上、海岸和臨海地區(qū)，由于環(huán)境介質(zhì)中的氯離子滲入到風電設備的周圍到一定濃度后破壞鋼鐵的防腐層，引子滲入到風電設備的周圍到一定濃度后破壞鋼鐵的防腐層，引起風電塔架、風電葉片等銹蝕。氯離子與空氣中的其他顆粒物起風電塔架、風電葉片等銹蝕。氯離子與

5、空氣中的其他顆粒物在變壓器金屬外殼靜電的作用下，在變壓器表面形成覆蓋層，在變壓器金屬外殼靜電的作用下，在變壓器表面形成覆蓋層，經(jīng)過一系列的化學反應后使設備原有的強度遭到破壞，使設備經(jīng)過一系列的化學反應后使設備原有的強度遭到破壞，使設備不能達到設計運行要求，給設備安全運行帶來嚴重后果。海洋不能達到設計運行要求，給設備安全運行帶來嚴重后果。海洋大氣與設備電元件的金屬物發(fā)生化學反應后使原有的電氣性能大氣與設備電元件的金屬物發(fā)生化學反應后使原有的電氣性能下降，生成氧化物使電氣觸點接觸不良，它們將導致電氣設備下降，生成氧化物使電氣觸點接觸不良，它們將導致電氣設備故障或毀壞，給風電場的安全、經(jīng)濟運行造成很

6、大的影響故障或毀壞，給風電場的安全、經(jīng)濟運行造成很大的影響3 海上風力發(fā)電機的防腐蝕海上風力發(fā)電機的防腐蝕 3.2:海洋建筑物部位劃分（劃分區(qū)域海洋建筑物部位劃分（劃分區(qū)域的目的是為了對不同區(qū)域采取不同的的目的是為了對不同區(qū)域采取不同的防腐蝕方法）防腐蝕方法） 3.3 海平面各區(qū)域腐蝕速率曲海平面各區(qū)域腐蝕速率曲線線 5 風機各部位防腐蝕風機各部位防腐蝕5.1風機水下基礎風機水下基礎; 主要指主要指 混凝土結構基礎和鋼結構基礎。鋼結構基礎與普通混凝土結構基礎和鋼結構基礎。鋼結構基礎與普通海洋工程的防腐蝕方法沒有太大區(qū)別。其中浪濺區(qū)和水位變海洋工程的防腐蝕方法沒有太大區(qū)別。其中浪濺區(qū)和水位變動區(qū)

7、域采用防腐涂層法，在預制場地預制完成后送進拋丸車動區(qū)域采用防腐涂層法，在預制場地預制完成后送進拋丸車間進行表面處理，達到表面粗糙度要求后按照涂裝設計程序間進行表面處理，達到表面粗糙度要求后按照涂裝設計程序依次完成設計厚度的底漆、中層漆、面漆噴涂，各層涂料分依次完成設計厚度的底漆、中層漆、面漆噴涂，各層涂料分別采用環(huán)氧富鋅底漆、聚酰胺環(huán)氧中間漆、聚氨酯面漆等。別采用環(huán)氧富鋅底漆、聚酰胺環(huán)氧中間漆、聚氨酯面漆等?；炷两Y構對防腐蝕的要求不高，主要影響因素是海水滲透混凝土結構對防腐蝕的要求不高，主要影響因素是海水滲透后對其中的鋼筋的破壞，程度也不太大，因此沒有采取過多后對其中的鋼筋的破壞，程度也不太

8、大，因此沒有采取過多的措施。該類結構防腐蝕經(jīng)驗主要來源于沿海橋梁及港口工的措施。該類結構防腐蝕經(jīng)驗主要來源于沿海橋梁及港口工程，隨著混凝土結構的腐蝕劣化事例增多，引起了行業(yè)的重程，隨著混凝土結構的腐蝕劣化事例增多，引起了行業(yè)的重視，并對混凝土結構開始采取多種防護手段以保證其正常使視，并對混凝土結構開始采取多種防護手段以保證其正常使用。目前采取的多數(shù)為涂層防護技術用。目前采取的多數(shù)為涂層防護技術 首先機艙和輪轂的外殼采用玻璃鋼材料首先機艙和輪轂的外殼采用玻璃鋼材料達到防腐目的，屬于本質(zhì)防腐，而且質(zhì)達到防腐目的，屬于本質(zhì)防腐，而且質(zhì)量輕，成本低。將這個外殼設計成一個量輕，成本低。將這個外殼設計成一

9、個盡可能密閉的空間，再用帶除濕功能的盡可能密閉的空間，再用帶除濕功能的鼓風機使內(nèi)部對外界形成正壓，進而阻鼓風機使內(nèi)部對外界形成正壓，進而阻止外界腐蝕性空氣直接進入，很大程度止外界腐蝕性空氣直接進入，很大程度上降低了機艙和輪轂內(nèi)部安裝的各類部上降低了機艙和輪轂內(nèi)部安裝的各類部件的腐蝕防護要求，從總體上改善腐蝕件的腐蝕防護要求，從總體上改善腐蝕狀況。機艙關鍵部位防腐蝕狀況。機艙關鍵部位防腐蝕5.2 機艙和輪轂機艙和輪轂 目前葉片多為玻璃纖維增強復合材料，基體材料為聚目前葉片多為玻璃纖維增強復合材料，基體材料為聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂，這些材料除了強度高、易成形外酯樹脂或環(huán)氧樹脂，這些材料除了強度高、易成

10、形外，主要是耐腐蝕性強，從根本上解決了腐蝕的問題，主要是耐腐蝕性強，從根本上解決了腐蝕的問題，在陸地環(huán)境應用不存在問題。但是由于空氣動力學對在陸地環(huán)境應用不存在問題。但是由于空氣動力學對葉片轉(zhuǎn)化風能的性能提出了嚴刻的要求，其表面光潔葉片轉(zhuǎn)化風能的性能提出了嚴刻的要求，其表面光潔度以及流掛物會極大地影響轉(zhuǎn)化效率，海上應用過程度以及流掛物會極大地影響轉(zhuǎn)化效率，海上應用過程中發(fā)現(xiàn)潮濕空氣中的鹽分容易在葉片表面積聚，影響中發(fā)現(xiàn)潮濕空氣中的鹽分容易在葉片表面積聚，影響其轉(zhuǎn)化效率，而且造成一定程度的腐蝕，為了解決這其轉(zhuǎn)化效率，而且造成一定程度的腐蝕，為了解決這個問題，又在葉片表面增加了一層膠衣樹脂，它具有

11、個問題，又在葉片表面增加了一層膠衣樹脂，它具有較好的耐酸、耐堿、耐海水、耐鹽霧、防紫外線老化較好的耐酸、耐堿、耐海水、耐鹽霧、防紫外線老化等優(yōu)良性能，且柔韌性非常好。等優(yōu)良性能，且柔韌性非常好。 5.3風機葉片 6 國外防腐蝕設計由于國外此方面的研究較早，所以他們已由于國外此方面的研究較早，所以他們已經(jīng)根據(jù)不同的腐蝕環(huán)境、不同的地域建立經(jīng)根據(jù)不同的腐蝕環(huán)境、不同的地域建立了不同的有效經(jīng)濟的防腐涂裝體系，目前了不同的有效經(jīng)濟的防腐涂裝體系，目前國外富鋅底漆使用最多的是環(huán)氧富鋅底漆，國外富鋅底漆使用最多的是環(huán)氧富鋅底漆，這種漆不僅施工方便而且對底材處理要求這種漆不僅施工方便而且對底材處理要求相對較

12、低。美國使用水性無機富鋅單層底相對較低。美國使用水性無機富鋅單層底面合一，對涂裝工藝要求比較高。從難修面合一，對涂裝工藝要求比較高。從難修復性出發(fā)，德國近幾年正在開發(fā)可自修復復性出發(fā)，德國近幾年正在開發(fā)可自修復型風電塔外壁涂層，可自動修復機械劃傷型風電塔外壁涂層，可自動修復機械劃傷和風沙撞傷和風沙撞傷 海上風力發(fā)電防腐蝕技術存在的問題以及不足海上風力發(fā)電防腐蝕技術存在的問題以及不足雖然海洋環(huán)境給風力發(fā)電帶來的防腐問題目前看來都有解決方案，雖然海洋環(huán)境給風力發(fā)電帶來的防腐問題目前看來都有解決方案，但是有些解決方案付出的代價是巨大的，成本居高不下，有些解但是有些解決方案付出的代價是巨大的，成本居高

13、不下，有些解決技術還不太成熟，工藝繁雜，解決問題有點牽強。決技術還不太成熟，工藝繁雜，解決問題有點牽強。 但我們已但我們已經(jīng)起步了，經(jīng)起步了， 風場建設將成片進行，此時我們意識到：如果防腐風場建設將成片進行，此時我們意識到：如果防腐蝕問題處理不好，小則使個別風電機組故障頻頻，影響機組運轉(zhuǎn)蝕問題處理不好，小則使個別風電機組故障頻頻，影響機組運轉(zhuǎn)效率，大則使機組大面積故障，被迫拆除。所以，在利用原有的效率，大則使機組大面積故障，被迫拆除。所以，在利用原有的防腐蝕技術的同時，研究開發(fā)新的材料新的工藝來進行防腐蝕處防腐蝕技術的同時，研究開發(fā)新的材料新的工藝來進行防腐蝕處理，比如最新的研究成果理，比如最

14、新的研究成果新型重防腐蝕涂層其防腐年限可達新型重防腐蝕涂層其防腐年限可達 20 年以上，甚至可達到年以上，甚至可達到 50 年。既可以降低成本，又可以延長年。既可以降低成本，又可以延長風力使用年限，前景十分廣闊風力使用年限，前景十分廣闊 但可以肯定的是，在目前風電防護涂裝體系供應但可以肯定的是，在目前風電防護涂裝體系供應商中，國外品牌或公司占有絕對性的市場，運行商中，國外品牌或公司占有絕對性的市場，運行中的風電設施涂料幾乎全部為進口或國外品牌，中的風電設施涂料幾乎全部為進口或國外品牌，也均在設計期限內(nèi)，但防護效果也存在缺陷，在也均在設計期限內(nèi)，但防護效果也存在缺陷，在中國特殊環(huán)境條件下出現(xiàn)了中國特殊環(huán)境條件下出現(xiàn)了“水土不服水土不服”。國內(nèi)。國內(nèi)的涂裝企業(yè)對風電設備的腐蝕環(huán)境缺乏針對性研的涂裝企業(yè)對風電設備的腐蝕環(huán)