第六章 海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)防腐蝕

江朝華海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)防腐蝕第六章：海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)防腐蝕主要內(nèi)容6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)6.2海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕類型及影響因素6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕類型及影響因素本章主要內(nèi)容6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)6.1.1海水的性質(zhì)6.1.2腐蝕特點(diǎn)及機(jī)理6.1.3腐蝕分區(qū)6.2海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕類型及影響因素6.2.1鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.2.1.1鋼結(jié)構(gòu)腐蝕類型6.2.1.2鋼結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.2.2.1混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕類型

6.2.2.2混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.3.1鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕措施及要求6.3.1.1鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕措施6.3.2混凝土結(jié)構(gòu)的防腐蝕措施及要求6.3.2.1混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕措施6.3.2.2混凝土結(jié)構(gòu)放腐蝕要求主要參考資料[1]JTS153-3-2007海港工程鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2007.[2]JTS275-2000海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)[S].北京：人民交通出版社，2000.[3]GB50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社出版，2002.[4]JTS202-2-2011水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中華人民共和國交通運(yùn)輸部，2011.[5]柯偉，楊武.腐蝕科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)效案例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.[6]夏蘭廷等.金屬材料的海洋腐蝕與防護(hù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2003.[7]侯保榮等.海洋腐蝕與防護(hù)[M].北京：科學(xué)出版社1997.概述中國工程院：1998年，海洋腐蝕損失1000億侯保榮院士：2009年，腐蝕損失

1萬億概述

海上風(fēng)電場(chǎng)與海港碼頭、海上大橋、海洋采油平臺(tái)等大型海上構(gòu)筑物所處的環(huán)境條件相似，受到波浪、水流、冰棱等環(huán)境因素的作用。此外，由于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，使得基礎(chǔ)容易產(chǎn)生疲勞損傷。因此，采取長期有效的防腐蝕措施，對(duì)于確保海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的安全具有十分重要的意義6.1海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)腐蝕特點(diǎn)海水的性質(zhì)海水的中性特征（pH在7.2-8.6之間）以及大量氧的存在決定了大多數(shù)結(jié)構(gòu)金屬和合金在海水中的腐蝕歷程的特征海水的含鹽量高：海水中，除了主要的陽離子（Na+，Mg2+，Ca2+，K+）和陰離子（Cl-，SO42-，HCO3-，Br-）外，海水中含量較少的其他組分在腐蝕方面也有著一定的意義。例如臭氧、游離的碘和溴（強(qiáng)烈的陰極去極化劑和腐蝕促進(jìn)劑）、硅酸的化合物（可能的緩蝕劑）海水的另一個(gè)重要的性質(zhì)是海水中能很好離解的鹽類的總含量很高，這使海水成為一種電導(dǎo)性很高的電解液6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)6.1.2腐蝕特點(diǎn)及機(jī)理由于材料的行為會(huì)隨暴露條件（海洋環(huán)境）的不同而發(fā)生很大的變化，海洋腐蝕通常按所涉及的具體環(huán)境區(qū)域來討論。這些區(qū)域是：海洋大氣區(qū)、浪濺區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)、水下區(qū)和泥下區(qū)，如圖6-1所示。從海洋大氣到海泥的不同海洋環(huán)境區(qū)域，各種環(huán)境因素變化很大，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕作用也有所不同。圖6-1海洋腐蝕區(qū)域示意圖6.1

海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)海洋大氣區(qū)腐蝕研究表明：海洋大氣腐蝕環(huán)境遠(yuǎn)比內(nèi)陸大氣環(huán)境惡劣海洋大氣比內(nèi)陸大氣對(duì)鋼鐵的腐蝕程度要高4-5倍海洋大氣是指海面飛濺區(qū)以上的大氣區(qū)和沿岸大氣區(qū)，具有比普通大氣濕度大、鹽分高、溫度高及干、濕循環(huán)效應(yīng)明顯等特點(diǎn)海洋大氣濕度大，易在鋼鐵表面形成水膜，CO2、SO2和一些鹽分溶解在水膜中，形成導(dǎo)電良好的液膜電解質(zhì)，是電化學(xué)腐蝕的有利條件6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)浪濺區(qū)腐蝕由于波浪和海水飛濺，海水與空氣充分接觸，海水含氧量達(dá)到最大程度，浪濺區(qū)海水的沖擊也加劇材料的破壞；此外海水中的氣泡對(duì)鋼表面的保護(hù)膜及涂層來說具有較大的破壞性，漆膜在浪花飛濺區(qū)通常老化得更快海洋浪濺區(qū)是指平均高潮線以上海浪飛濺所能濕潤的區(qū)段。海洋浪濺區(qū)除了海鹽含量、濕度、溫度等大氣環(huán)境中的腐蝕影響因素外，還要受到海浪的飛濺，浪濺區(qū)的下部還要受到海水短時(shí)間的浸泡，干濕交替頻繁浪濺區(qū)是所有海洋環(huán)境中腐蝕最為嚴(yán)重的部位6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)水位變動(dòng)區(qū)腐蝕此外海洋生物能夠棲居在水位變動(dòng)區(qū)內(nèi)的建筑物表面上，附著均勻密布時(shí)能在鋼表面形成保護(hù)膜減輕建筑物的腐蝕；局部附著時(shí)，會(huì)因附著部位的鋼與氧難于接觸而產(chǎn)生氧濃差電池，使得生物附著部位下面的鋼產(chǎn)生強(qiáng)烈腐蝕水位變動(dòng)區(qū)是指平均高潮位和平均低潮位之間的區(qū)域，該區(qū)特點(diǎn)是漲潮時(shí)被水浸沒，退潮時(shí)又暴露在空氣中，即干濕交替呈周期性的變化在這一區(qū)域，建筑物處于干濕交替狀態(tài)，淹沒時(shí)產(chǎn)生海水腐蝕，物理沖刷及高速水流形成的空泡腐蝕作用導(dǎo)致腐蝕加速，退潮時(shí)產(chǎn)生濕膜下的同大氣區(qū)類似的腐蝕6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)水下區(qū)腐蝕在深海區(qū)pH<8~8.2，壓力隨水的深度增加，礦物鹽溶解量下降，水流、溫度充氣均低，鋼腐蝕以電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力腐蝕為主，化學(xué)腐蝕為次，鋼腐蝕較輕水下全浸區(qū)是指常年低潮線以下直至海底的區(qū)域，根據(jù)海水深度不同分為淺海區(qū)(低潮線以下20m-30m以內(nèi))、大陸架全浸區(qū)(在30m-200m水深區(qū))、深海區(qū)（>200m水深區(qū)）淺海區(qū)海水流速較大，存在近?；瘜W(xué)和泥沙污染，O2、CO2處于飽和狀態(tài)，生物活躍、水溫較高，該區(qū)腐蝕以電化學(xué)和生物腐蝕為主，物理化學(xué)作用為次，該區(qū)鋼的腐蝕比大氣區(qū)和潮差區(qū)的腐蝕要嚴(yán)重在大陸架全浸區(qū)，隨著水的深度加深，含氣量、水溫及水流速度均下降，生物亦減少，鋼腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主，物理與化學(xué)作用為輔，鋼腐蝕較淺海區(qū)輕6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)泥下區(qū)腐蝕泥下區(qū)是指海床以下部分。腐蝕環(huán)境十分復(fù)雜，既有土壤的腐蝕特點(diǎn)，又有海水的腐蝕行為。這一區(qū)域沉積物的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和生物性質(zhì)都會(huì)影響腐蝕性。海底的沉積物通常均含有細(xì)菌，其中硫酸鹽還原菌會(huì)生成有腐蝕性的硫化物，加速鋼鐵腐蝕。但泥下區(qū)含氧量少，建筑物腐蝕比海水中緩慢6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通常由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（重力式基礎(chǔ)的墻身、胸墻以及群樁承樁基礎(chǔ)的承臺(tái)等）和鋼結(jié)構(gòu)（導(dǎo)管架、鋼管樁等）組成，容易受海水或帶鹽霧的海洋大氣侵蝕。應(yīng)根據(jù)預(yù)定功能和各部位所處的海洋環(huán)境條件進(jìn)行海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)區(qū)域劃分

腐蝕分區(qū)6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)中鋼結(jié)構(gòu)的暴露環(huán)境分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)、全浸區(qū)和內(nèi)部區(qū)。

鋼結(jié)構(gòu)腐蝕分區(qū)大氣區(qū)為浪濺區(qū)以上暴露于陽光、風(fēng)、水霧及雨中的支撐結(jié)構(gòu)部分；浪濺區(qū)為受潮汐、風(fēng)和波浪影響，支撐結(jié)構(gòu)處于干濕交替狀態(tài)下的部分；浪濺區(qū)以下部位為全浸區(qū)，包括水中和海泥中兩個(gè)部分；內(nèi)部區(qū)為封閉的不予外界海水接觸的部分6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕浪濺區(qū)上限和下限均以平均海平面計(jì)，兩者的計(jì)算公式為：

鋼結(jié)構(gòu)腐蝕分區(qū)劃分類別大氣區(qū)浪濺區(qū)水位變動(dòng)區(qū)水下區(qū)泥下區(qū)按設(shè)計(jì)水位設(shè)計(jì)高水位加（

）以上大氣區(qū)下界至設(shè)計(jì)高水位減

之間浪濺區(qū)下界至設(shè)計(jì)低水位減1.0m之間水位變動(dòng)區(qū)下界至海泥面海泥面以下按天文潮位最高天文潮位加0.7倍百年一遇有效波高

以上大氣區(qū)下界至最高天文潮水位減百年一遇有效波高

之間浪濺區(qū)下界至最低天文潮水位減0.2倍百年一遇有效波高

之間水位變動(dòng)區(qū)下界至海泥面海泥面以下

表6-1海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的部位劃分注：值為設(shè)計(jì)高水位時(shí)的重現(xiàn)期50年（波列累計(jì)率為1%的波高）波峰面高度。

6.1海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕分區(qū)及特點(diǎn)

混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕分區(qū)根據(jù)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000），海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)部位劃分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)、水下區(qū)和泥下區(qū)，具體劃分見表6-16.2海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕

鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕是一個(gè)電化學(xué)過程。即鋼材中的鐵在腐蝕介質(zhì)中通過電化學(xué)反應(yīng)被氧化成正的化學(xué)價(jià)狀態(tài)。在電化學(xué)腐蝕過程中，鋼材中的鐵元素作為腐蝕電池的陽極釋放電子形成鐵離子，經(jīng)過一系列的反應(yīng)最終形成鐵銹。反應(yīng)方程式如下：陽極反應(yīng)：Fe-2e→Fe2+陰極反應(yīng)：2H++2e→H2；O2+2H2O+4e→4OH-上述反應(yīng)生成的Fe(OH)2經(jīng)過后續(xù)的一系列反應(yīng)生成Fe(OH)3，最終脫水生成鐵銹的主要成分Fe2O3。鐵銹疏松、多孔，體積約膨脹4倍鋼結(jié)構(gòu)腐蝕類型6.2海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕均勻腐蝕系指金屬與介質(zhì)相接觸的部位，均勻地遭到腐蝕損壞。這種腐蝕損壞的結(jié)果是使金屬尺寸變小和顏色改變。由于海洋鋼結(jié)構(gòu)的各部位是長期穩(wěn)定的處于相對(duì)海洋環(huán)境各個(gè)區(qū)域內(nèi)的，所以各部位的鋼材都會(huì)出現(xiàn)程度不同的英俊腐蝕。均勻腐蝕的危險(xiǎn)性相對(duì)較小，可以根據(jù)腐蝕速度和結(jié)構(gòu)所要求的使用壽命，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)增加一定的厚度裕量加以彌補(bǔ)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕類型局部腐蝕系指金屬與介質(zhì)相接觸的部位中，遭到腐蝕破壞的僅是一定的區(qū)域（點(diǎn)、線、片）。局部腐蝕大多將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的脆性破壞，降低結(jié)構(gòu)的耐久性，局部腐蝕危害比均勻腐蝕大得多均勻腐蝕局部腐蝕6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕電偶腐蝕系指兩種不同金屬在同一種介質(zhì)中接觸，由于它們的腐蝕電位不等，形成了很多原電池，使電位較低的金屬溶解速度增加，造成接觸處的局部腐蝕，電位較高的金屬，溶解速度反而減緩。通常兩種金屬的電位差愈大，則電偶中的陽極金屬侵蝕得愈快。某些鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件由兩種不同鋼種組成，在其連接處有時(shí)會(huì)發(fā)生電偶腐蝕電偶腐蝕局部腐蝕按照條件、機(jī)理和表現(xiàn)特征劃分主要有電偶腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和腐蝕疲勞等6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕由于設(shè)計(jì)上的不合理或加工工藝等原因，會(huì)使許多構(gòu)件產(chǎn)生縫隙：法蘭連接面、螺母壓緊面、焊縫氣孔等與基體的接觸面上會(huì)形成縫隙，另外泥沙、積垢、雜屑、銹層和生物等沉積在構(gòu)件表面上也會(huì)形成縫隙縫隙腐蝕縫隙腐蝕指金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙，使縫隙內(nèi)的介質(zhì)處于滯流狀態(tài)，引起縫內(nèi)金屬的加速腐蝕6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕金屬表面局部區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)向深處發(fā)展的腐蝕小孔稱為點(diǎn)蝕。蝕孔一旦形成，具有“探挖”的動(dòng)力，即向深處自動(dòng)加速進(jìn)行的作用，因此點(diǎn)蝕具有極大的隱患性及破壞性點(diǎn)蝕6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕在循環(huán)應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下，一些部位的應(yīng)力會(huì)比其他部位高得多，加速裂縫的形成，稱之為腐蝕疲勞。腐蝕疲勞時(shí)已產(chǎn)生滑移的表面區(qū)域的溶解速度比表面非滑移區(qū)要快得多。出現(xiàn)的微觀缺口會(huì)在更大的范圍內(nèi)產(chǎn)生進(jìn)一步滑移運(yùn)動(dòng)，使局部腐蝕加快。這種交替的增強(qiáng)作用最終導(dǎo)致材料開裂腐蝕疲勞6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕鋼對(duì)海水的流速是很敏感的。當(dāng)速度超過某一臨界點(diǎn)時(shí)，便會(huì)發(fā)生快速的侵蝕。在湍流情況下，常有空氣泡卷入海水中，夾帶氣泡的高速流動(dòng)海水沖擊金屬表面時(shí)，破壞保護(hù)膜，造成金屬的局部腐蝕沖擊腐蝕6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕若周圍的壓力降低到海水溫度下的海水蒸汽壓，海水就會(huì)沸騰。在高速狀態(tài)下，蒸汽泡形成，但海水向下流到某處時(shí)氣泡又會(huì)重新破裂。這些蒸汽泡的破裂而造成反復(fù)砰擊，促成建筑物表面的局部壓縮破壞。碎片脫落后，新的活化建筑物便暴露在腐蝕性的海水中。因此，海水中的空泡腐蝕造成的損壞通常使建筑物既受機(jī)械損傷，又受腐蝕損壞，該類腐蝕多呈蜂窩狀形式空泡腐蝕6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕材料及其表明因素——不同的鋼材其耐腐蝕性不同，改變鋼材中合金元素的含量是改善鋼材耐腐蝕性的一個(gè)重要途徑。研究表明銅、磷元素可改善鋼材的耐腐蝕性。相同的鋼材其表面狀態(tài)不一樣，腐蝕也不一樣，粗糙、不平整的表面因易積水要比光滑表面容易腐蝕鋼結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素從腐蝕機(jī)理來看，海洋中鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響因素主要有鋼材及其表面因素、環(huán)境因素材料及其表面因素6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕海洋大氣區(qū)具有比普通大氣區(qū)濕度大、鹽分高及溫度高等特點(diǎn)。當(dāng)大氣中的相對(duì)濕度達(dá)到臨界濕度時(shí)，大氣中水分在鋼材表面凝聚成水膜，大氣中的氧通過水膜進(jìn)入鋼材表面發(fā)生大氣腐蝕鋼結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素海洋環(huán)境中，影響鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的環(huán)境因素主要有溫度、含氧量、污染、流速、海生物污損等大氣濕度及溫度對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕隨著海水中溶解氧的濃度增大，氧的極限擴(kuò)散電流密度增大，腐蝕速度增大。海水的溫度升高使溶解氧的擴(kuò)散系數(shù)增大，加速腐蝕過程。因此，溫度升高、含氧量增大會(huì)促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕鋼結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素海水溫度和含氧量對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕海水流速對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕有較大影響。通常情況下，流速增加，可使擴(kuò)散厚度減小，氧的極限擴(kuò)散電流增加，因而腐蝕速度增大。許多金屬如鋼、鑄鐵對(duì)海水的流速很敏感，當(dāng)速度越過某一臨界點(diǎn)時(shí)，便會(huì)發(fā)生快速的侵蝕鋼結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素海水流速對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響6.2海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕當(dāng)海生物較多時(shí)，海生物污損對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕大的影響起控制作用。海生物附著均勻密布時(shí)能在鋼表面形成保護(hù)膜減輕建筑物的腐蝕。局部附著時(shí)，會(huì)因附著部位的鋼與氧難以接觸而產(chǎn)生氧濃差電池，使得生物附著部位下面的鋼產(chǎn)生強(qiáng)烈腐蝕鋼結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素生物污損對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕海水中的Cl-氯離子是一種穿透力極強(qiáng)的腐蝕介質(zhì)，比較容易滲透進(jìn)入混凝土內(nèi)部，到達(dá)鋼筋鈍化膜的表面，取代鈍化膜中的氧離子，造成鈍化膜的破壞，成為活化態(tài)。在氧和水充足的條件下，活化的鋼筋表面形成一個(gè)小陽極，大面積鈍化膜區(qū)域作為陰極，結(jié)果陽極金屬鐵溶解，產(chǎn)生點(diǎn)蝕混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕類型海洋環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕的主要類型有：氯離子侵蝕、碳化侵蝕、鎂鹽硫酸鹽侵蝕及堿-骨料反應(yīng)等氯離子侵蝕6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕大氣中的CO2會(huì)通過混凝土微孔進(jìn)入混凝土內(nèi)部，與混凝土中的Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，破壞混凝土的堿性環(huán)境，影響鈍化膜的保持，最后CaCO3又與CO2作用轉(zhuǎn)化為易溶于水的Ca(HCO3)2并不斷流失，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度降低。增加鋼筋腐蝕的危險(xiǎn)性，反應(yīng)方程式如下：CO2+H2O=H2CO3H2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2H2OCaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕類型碳化侵蝕6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕硫酸鹽侵蝕是一種常見的化學(xué)侵蝕形式。海水中的硫酸鹽與水泥石中的Ca(OH)2起置換作用而生成石膏：SO42-+Ca(OH)2+2H2O→CaSO4·2H2O+2OH-生成的石膏在水泥石中的毛細(xì)孔內(nèi)沉積、結(jié)晶，引起體積膨脹，使水泥石開裂，最后材層轉(zhuǎn)變成糊狀物或無粘結(jié)力的物質(zhì)。同時(shí)，所生成的石膏還與水泥石中固態(tài)單硫型水化硫鋁酸鈣和水化鋁酸鈣作用生成三硫型水化硫鋁酸鈣：3CaO?Al2O3?CaSO4?19H2O+2CaSO4?2H2O+8H2O→3CaO?Al2O3?3CaSO4?31H2O4CaO?Al2O3?19H2O+3CaSO4?2H2O→3CaO?Al2O3?3CaSO4?31H2O+Ca(OH)2生成的三硫型水化硫鋁酸鈣含有大量結(jié)晶水，其體積比原來增加1.5倍以上，產(chǎn)生局部膨脹壓力，使水泥石結(jié)構(gòu)脹裂，強(qiáng)度下降而造成破壞混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕類型硫酸鹽侵蝕6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕海水中的Mg2+離子能與硬化水泥石中的成分產(chǎn)生陽離子交換作用，使水泥中硅酸鹽礦物水化生成的水化硅酸鈣凝膠處于不穩(wěn)定狀態(tài)，分解出Ca(OH)2，從而破壞水化硅酸鈣凝膠的膠凝性造成混凝土的潰散。新生成物不再能起到“骨架”作用，使混凝土的密實(shí)度降低或軟化。反應(yīng)方程式如下：Mg2++Ca(OH)2→Ca2++Mg(OH)2Mg2++C-S-H→Ca2++M-S-H混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕類型鎂鹽侵蝕6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕堿-骨料反應(yīng)主要是指混凝土中的OH-與骨料中的活性SiO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一種含有堿金屬的硅凝膠。這種硅凝膠具有強(qiáng)烈的吸水膨脹能力，使混凝土發(fā)生不均勻膨脹，造成裂縫、強(qiáng)度和彈性模量下降等不良現(xiàn)象，從而影響混凝土的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕類型混凝土堿-骨料反應(yīng)6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕混凝土是由水泥、水和骨料經(jīng)攪拌、澆筑和硬化過程的一種水硬性建筑材料。防止混凝土腐蝕的最好的措施是獲得良好的密實(shí)混凝土。水泥作為混凝土膠結(jié)材料，其物質(zhì)組成和特性直接影響到混凝土的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素

影響混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕的因素主要包括混凝土材料特性、環(huán)境因素、保護(hù)層厚度以及結(jié)構(gòu)類型等混凝土材料特性6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕海洋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕的嚴(yán)重程度跟其構(gòu)件所處的位置有關(guān)。對(duì)于所有構(gòu)件，由于氧氣、鹽和水的組合影響，在浪濺區(qū)腐蝕最為嚴(yán)重。大氣區(qū)腐蝕相對(duì)較輕，水下區(qū)腐蝕最輕混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素環(huán)境因素6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕

混凝土保護(hù)層厚度對(duì)于阻止腐蝕介質(zhì)接觸鋼筋表面起著重要作用。相關(guān)試驗(yàn)研究表明，當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度從30mm增大到40mm時(shí)，在6次干濕循環(huán)作用之后，重量損失率和腐蝕率都將減少91%左右。圖6-2給出混凝土保護(hù)層厚度與混凝土中氯化鈉的含量之間的關(guān)系?；炷两Y(jié)構(gòu)腐蝕影響因素圖6-2混凝土保護(hù)層厚度與混凝土中氯化鈉含量之間的關(guān)系混凝土保護(hù)層厚度6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)宜盡量采用整體澆筑，少留施工縫。嚴(yán)格控制混凝土裂縫開展寬度，防止裂縫開展寬度過寬導(dǎo)致鋼筋腐蝕。所有結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡可能避免出現(xiàn)凹凸部位。因?yàn)檫@些部位很容易受到冰凍和腐蝕的作用，并且這些部位的混凝土很難壓實(shí)混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素結(jié)構(gòu)類型6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕鋼筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性退化的最主要原因，海水中的Cl-比較容易滲透進(jìn)入混凝土內(nèi)部，到達(dá)鋼筋鈍化膜的表面，取代鈍化膜中的氧離子，造成鈍化膜的破壞，使原來被鈍化膜保護(hù)著的金屬基體暴露出來。此外，大氣中的CO2會(huì)通過混凝土微孔進(jìn)入混凝土內(nèi)部，與混凝土中的Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，破壞混凝土的堿性環(huán)境，影響鈍化膜的保持，增加鋼筋腐蝕的危險(xiǎn)性。鋼筋一旦被腐蝕，產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物，就會(huì)造成體積膨脹，體積發(fā)生2-7倍膨脹，給結(jié)構(gòu)造成破壞混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕影響因素鋼筋腐蝕6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕（1）混凝土順鋼筋開裂混凝土具有較好的抗壓性能，但其抗折、抗裂性差，尤其鋼筋表面混凝土保護(hù)層缺乏足夠的厚度時(shí)，鋼筋銹蝕產(chǎn)物帶來的體積膨脹足以使鋼筋表面混凝土順鋼筋開裂?；炷灵_裂后，腐蝕介質(zhì)更容易到達(dá)鋼筋表面，鋼筋銹蝕的速度將會(huì)大大加快，甚至可能快于裸露于大氣中的鋼筋鋼筋腐蝕影響因素—主要特征鋼筋腐蝕影響因素—主要特征6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕（2）“握裹力”下降與喪失混凝土剛發(fā)生順鋼筋開裂時(shí)，結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)性能、承載能力等變化不明顯。隨著裂縫的不斷加寬，混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力開始下降，導(dǎo)致滑移增大、構(gòu)件變形。當(dāng)“握裹力”喪失到一定限度時(shí)，局部或整體失效便會(huì)發(fā)生鋼筋腐蝕影響因素—主要特征6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕（3）鋼筋斷面損失混凝土中鋼筋銹蝕，可分為局部腐蝕和全面腐蝕（均勻腐蝕）。局部腐蝕常常造成鋼筋斷面損失，當(dāng)損失率達(dá)到極限時(shí)，構(gòu)件便會(huì)發(fā)生破壞。從鋼筋銹蝕、混凝土順鋼筋開裂到構(gòu)件破壞，是一個(gè)復(fù)雜的演變過程，不僅取決于鋼筋銹蝕的發(fā)展速度，也取決于構(gòu)件的承載能力及鋼筋的受力狀態(tài)等鋼筋腐蝕影響因素—主要特征6.2.2混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕類型及影響因素6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕（4）鋼筋應(yīng)力腐蝕斷裂處在應(yīng)力狀態(tài)下的鋼筋，在遭受腐蝕時(shí)有可能發(fā)生突然斷裂。應(yīng)力腐蝕斷裂可在鋼筋未見明顯銹蝕的情況下發(fā)生，斷裂時(shí)鋼筋屬于脆斷。這是“腐蝕”與“應(yīng)力”相互促進(jìn)的結(jié)果：應(yīng)力使鋼筋表面產(chǎn)生微裂紋，腐蝕沿裂紋深入，應(yīng)力再促裂紋開展。如此周而復(fù)始，直到突然斷裂鋼筋腐蝕影響因素—主要特征6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕方法主要有涂層保護(hù)、陰極保護(hù)、金屬熱噴涂及采用耐蝕材料。大型鋼結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常把涂層保護(hù)、金屬熱噴涂及陰極保護(hù)方法聯(lián)合使用，以確保結(jié)構(gòu)的安全鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕方法6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕措施涂層保護(hù)是在鋼材表面噴（涂）防腐蝕涂料或油漆涂料，防止環(huán)境中的水、氧氣和氯離子等各種腐蝕性介質(zhì)滲透到金屬表面，使環(huán)境中的氧氣和水等腐蝕劑與金屬表面隔離，從而防止金屬的腐蝕。同時(shí)由于在涂層中添加了陰極性金屬物質(zhì)和緩蝕劑，則利用它們的陰極保護(hù)作用和緩蝕作用，進(jìn)一步加強(qiáng)了涂層的保護(hù)性能涂層防護(hù)6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕涂層受環(huán)境破壞的形式主要是失光、變色、粉化、鼓泡、開裂和溶脹等，究其原因主要是由于涂層本身性能、環(huán)境條件及施工因素的影響。要確保涂層防腐效果，必須做到以下幾點(diǎn)：涂層保護(hù)要求鋼結(jié)構(gòu)在除銹處理前，應(yīng)仔細(xì)清除焊渣、毛刺、飛濺等附著物，并清除基體金屬表面可見的油脂及其它污物。重要工程的主要鋼結(jié)構(gòu)，維修困難或受腐蝕較強(qiáng)的部位，必須采用噴射或拋射除銹處理嚴(yán)格控制涂層前的表面處理質(zhì)量6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕涂層保護(hù)要求在海洋環(huán)境中，根據(jù)不同的部位、不同金屬構(gòu)件、不同的施工環(huán)境正確選用不同的涂層品種，是保證防腐蝕效果的另一個(gè)主要因素。大氣區(qū)采用的防腐蝕涂料應(yīng)具有良好的耐候性。浪濺區(qū)和水位變動(dòng)區(qū)采用的防腐蝕涂料應(yīng)能適應(yīng)干濕交替變化，并具有耐磨損、耐沖擊、耐候的性能。水下區(qū)和水位變動(dòng)區(qū)平均水位以下部位采用的防腐蝕涂料應(yīng)能與陰極保護(hù)配套，具有較好的耐電位性和耐堿性。設(shè)計(jì)使用年限要求在20年以上的防腐涂裝，應(yīng)采用重防腐涂層正確的涂層品種的選擇6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕涂層保護(hù)要求性能優(yōu)良的涂層，必須經(jīng)過合理的涂裝工藝涂覆在產(chǎn)品或構(gòu)件上形成優(yōu)質(zhì)涂層，才能表現(xiàn)出良好的應(yīng)用性能。涂層質(zhì)量（也稱涂裝質(zhì)量）的優(yōu)劣直接關(guān)系到產(chǎn)品構(gòu)件本身的質(zhì)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值規(guī)范的涂裝施工和嚴(yán)格的涂層質(zhì)量檢測(cè)6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕

陰極保護(hù)

外加電流陰極保護(hù)法，是通過外加電流來提供所需要的保護(hù)電流。將被保護(hù)的金屬做陰極，選用特定材料作為輔助陽極，從而使被保護(hù)金屬受到保護(hù)的方法。陰極保護(hù)適用于海洋工程平均水位以下鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕。陰極保護(hù)可采用犧牲陽極保護(hù)系統(tǒng)、外加電流保護(hù)系統(tǒng)或上述兩種系統(tǒng)的聯(lián)合陰極保護(hù)是向被保護(hù)金屬施加一定的流電，使被保護(hù)的金屬成為陰極而得到保護(hù)的方法。根據(jù)所提供的直流電的方式不同，可分為犧牲陽極保護(hù)法和外加電流保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法就是選擇電位較低的金屬材料，在電解液中與保護(hù)的金屬相連，依靠其自身腐蝕所產(chǎn)生的電流來保護(hù)其他金屬的方法6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕

陰極保護(hù)圖6-4陰極防護(hù)示意圖6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕陰極保護(hù)種類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)犧牲陽極法不需要外加電流，安裝方便，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，電位均勻，平時(shí)不用管理，一次性投資小保護(hù)周期較短，需定期更換外加電流法電位、電流可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，保護(hù)周期較長，輔助陽極排流量大而安裝數(shù)量少

一次性投資較大，設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需要管理維護(hù)表6-2兩種陰極保護(hù)方法的比較6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕陰極保護(hù)主要參數(shù)—保護(hù)電位

保護(hù)電位的值有一定范圍，保護(hù)電位值常作為判斷陰極保護(hù)是否完全的依據(jù)，通過測(cè)量被保護(hù)的各部分的電位值，可以了解保護(hù)的情況，因而保護(hù)電位值是設(shè)計(jì)和監(jiān)控陰極保護(hù)的一個(gè)重要指標(biāo)保護(hù)電位是指陰極保護(hù)時(shí)使金屬停止腐蝕所需的電位值。為了使腐蝕完全停止，必須使被保護(hù)的金屬電位極化到陽極"平衡”電位。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來說這一電位就是鐵在給定電解液溶液中的平衡電位6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕陰極保護(hù)主要參數(shù)—保護(hù)電位表6-3海洋工程鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)電位環(huán)境、材質(zhì)保護(hù)電位相對(duì)于海水電極（V）最正值最負(fù)值碳鋼和低合金鋼含氧環(huán)境-0.80-1.10缺氧環(huán)境（有硫酸鹽還原菌腐蝕）-0.90-1.10不銹鋼奧氏體耐孔蝕指數(shù)≥40-0.30不限耐孔蝕指數(shù)<40-0.60不限雙相鋼-0.60避免電位過負(fù)高強(qiáng)鋼（≥700MPa）-0.80-0.95注：強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)輔助陽極附近的陰極保護(hù)電位可以更負(fù)一些。6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕陰極保護(hù)主要參數(shù)—保護(hù)電流密度

陰極保護(hù)時(shí)使金屬的腐蝕速度降到安全標(biāo)準(zhǔn)所需要的電流密度值，稱為最小保護(hù)電流密度。最小保護(hù)電流密度值是最小保護(hù)電位相對(duì)應(yīng)的，要使金屬達(dá)到最小保護(hù)電位，其電流密度不能小于該值，否則，金屬就達(dá)不到滿意的保護(hù)。如果所采用的電流密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該值，則有可能發(fā)生“過保護(hù)”，出現(xiàn)電能消耗過大、保護(hù)作用降低等現(xiàn)象6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕陰極保護(hù)主要參數(shù)—保護(hù)電流密度表6-6無涂層鋼常用保護(hù)電流密度參考值環(huán)境介質(zhì)保護(hù)電流密度（mA/m2）初始值維持值末期值海水150-18060-8080-100海泥252020海水混凝土或水泥砂漿包覆10-256.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕陰極保護(hù)主要參數(shù)—保護(hù)電流密度有涂層鋼保護(hù)電流密度的計(jì)算公式為:式中

—有涂層鋼的保護(hù)電流密度，mA/m2；—無涂層鋼的保護(hù)電流密度，mA/m2；

—涂層的破損系數(shù)，0

<

<1。6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕犧牲陽極陰極保護(hù)法

犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)適用于電阻率小于500Ω.cm的海水或淡海水、位于平均水位以下的海洋工程鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕。犧牲陽極材料應(yīng)具有足夠負(fù)的電極電位。在使用期內(nèi)應(yīng)能保持表面的活性，溶解均勻、腐蝕產(chǎn)物易于脫落，理論電容量大，易于加工制造，材料來源充足、價(jià)廉等特點(diǎn)。海洋工程中一般使用鋁合金或鋅合金犧牲陽極6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕犧牲陽極陰極保護(hù)法陽極材料環(huán)境介質(zhì)適用性鋁合金

海水、淡海水（電阻率小于500）可用海泥慎用鋅合金

海水、淡海水（電阻率小于500）可用海泥中可用表6-7犧牲陽極材料適用的環(huán)境介質(zhì)6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕犧牲陽極陰極保護(hù)法—主要要求犧牲陽極陰極保護(hù)所需的陽極數(shù)量、重量、表面積必須同時(shí)滿足初期電流、維護(hù)電流、末期電流的需求犧牲陽極的幾何尺寸和重量應(yīng)能滿足陽極初期發(fā)生電流、末期發(fā)生電流和使用年限的要求6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕犧牲陽極陰極保護(hù)法——主要要求犧牲陽極的幾何尺寸和重量應(yīng)能滿足陽極初期發(fā)生電流、末期發(fā)生電流和使用年限的要求犧牲陽極應(yīng)通過鐵芯與鋼結(jié)構(gòu)短路連接，鐵芯結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證在整個(gè)使用期與陽極體的電連接，并能承受自重和使用環(huán)境所施加的荷載犧牲陽極陰極保護(hù)所需的陽極數(shù)量、重量、表面積必須同時(shí)滿足初期電流、維護(hù)電流及末期電流的需求犧牲陽極的布置應(yīng)使被保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的表面電位均勻分布，宜采用均勻布置；犧牲陽極不應(yīng)安裝在鋼結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力和高疲勞區(qū)域當(dāng)犧牲陽極緊貼鋼結(jié)構(gòu)表面安裝時(shí)，陽極背面或鋼表面應(yīng)涂覆涂層或安裝絕緣屏蔽層犧牲陽極的連接方式宜采用焊接，也可采用電纜連接和機(jī)械連接6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕外加電流保護(hù)是將外設(shè)直流電源的負(fù)極接被保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)，正極安裝在鋼結(jié)構(gòu)外部并與其絕緣的輔助陽極。電路接通后，電流從輔助陽極經(jīng)海水至鋼結(jié)構(gòu)形成回路，鋼結(jié)構(gòu)陰極極化得到保護(hù)。外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)一般包括輔助陽極、直流電源、參比電極、檢測(cè)設(shè)備和電纜外加電流保護(hù)6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕輔助陽極的材料及幾何形狀應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)使用年限、使用條件、被保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的形式、陽極材料的性能和適用性綜合確定外加電流保護(hù)—輔助陽極在外加電流保護(hù)系統(tǒng)中與直流電源正極連接的外加電極稱之為輔助陽極，其作用是使電流從電極經(jīng)介質(zhì)到被保護(hù)體表面輔助陽極材料的電化學(xué)性能、力學(xué)性能、工藝性能及陽極結(jié)構(gòu)的形狀、大小、分布與安裝等對(duì)其壽命和保護(hù)效果都有影響6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕電源設(shè)備應(yīng)具有可靠性高、維護(hù)簡便，輸出電流和電壓連續(xù)可調(diào)，并具有抗過載、防雷、抗干擾和故障保護(hù)等功能外加電流保護(hù)

—供電電源強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中所使用的供電電源可選用恒電位儀或整流器。當(dāng)輸出電流變化比較大時(shí)宜選用恒電位儀。供電電源應(yīng)能滿足長期不間斷供電要求6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕外加電流保護(hù)

—參比電極在強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中，參比電極被用來測(cè)量被保護(hù)體的電位，并向控制系統(tǒng)傳遞信號(hào)，以便調(diào)節(jié)保護(hù)電流的大小，使結(jié)構(gòu)的電位處于給定范圍參比電極應(yīng)具有極化小、穩(wěn)定性好、不易損壞、使用壽命長和適用環(huán)境介質(zhì)等特性。采用恒電位控制時(shí)，每臺(tái)電源設(shè)備應(yīng)至少安裝一個(gè)控制用參比電極6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕外加電流保護(hù)

—參比電極種類電極電位（25℃海水/V）鋼保護(hù)電位（25℃海水/V）生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性極化性能壽命/年用途銀/氯化銀0.085-0.798復(fù)雜穩(wěn)定不易極化(<5.7)5-10

用于海水中外加電流設(shè)備銅/氯化銅0.074-0.854簡單較穩(wěn)定不易極化2-3

手提式，用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量表6-6常用參比電極性能6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕

金屬熱噴涂保護(hù)系統(tǒng)包括金屬噴涂層和封閉劑或封閉涂料，復(fù)合保護(hù)系統(tǒng)還包括涂裝涂料。熱噴金屬涂層保護(hù)方法具有對(duì)鋼結(jié)構(gòu)尺寸、形狀適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在海洋環(huán)境中有著較為突出的防腐蝕性能金屬熱噴涂6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕金屬熱噴涂熱噴涂金屬保護(hù)系統(tǒng)包括金屬噴涂層和封閉劑或封閉涂料，復(fù)合保護(hù)系統(tǒng)還包括涂裝涂料。熱噴涂金屬保護(hù)方法具有對(duì)鋼結(jié)構(gòu)尺寸、形狀適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在海洋環(huán)境中有著較為突出的防腐蝕性能根據(jù)熱源的不同，熱噴金屬涂層分為利用氧-乙炔焰的火焰熱噴、利用等離子焰流的等離子噴涂、利用電弧的電弧熱噴涂及利用爆炸波的爆炸噴涂等4種方法海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)熱噴涂鋅及鋅合金可采用火焰噴涂或電弧噴涂，熱噴涂鋁及鋁合金宜采用電弧噴涂6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕金屬熱噴涂—主要要求

實(shí)施熱噴涂金屬保護(hù)前應(yīng)對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行包括預(yù)處理、除油、除鹽分、除銹和除塵等程序的表面處理

熱噴涂金屬絲應(yīng)光潔、無銹、無油、無折痕，宜選用直徑為2.0mm或3.0mm的線材

熱噴涂涂層表面宜進(jìn)行封閉處理并涂裝涂料。封閉劑和涂裝涂料應(yīng)與熱噴涂涂層相容。封閉劑宜使用粘度小、易滲透、成膜物中固體含量高，能夠使熱噴涂涂層表面發(fā)生磷化的活性涂料或其他合適的涂料。涂料涂層的厚度宜為240μm-320μm6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求金屬熱噴涂—主要要求6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕腐蝕裕量腐蝕裕量為設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)考慮使用期內(nèi)可能產(chǎn)生的腐蝕損耗而增加的相應(yīng)厚度對(duì)于海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)，處于浪濺區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)增加腐蝕裕量。此外，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而無法保證陰極保護(hù)電連續(xù)性要求的鋼結(jié)構(gòu)也應(yīng)采取增加腐蝕富裕量或其他措施鋼結(jié)構(gòu)不同部位的單面腐蝕裕量可按下式進(jìn)行計(jì)算：6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕耐蝕材料在海洋開發(fā)中，直接使用金屬材料而不加其他防腐蝕措施的部件，都是一些具有特殊功能（如軸承）的部位，所使用的金屬大都是銅合金、鈦合金等合金全浸區(qū)腐蝕速率/潮汐區(qū)腐蝕速率/沖擊腐蝕性能平均最大平均最大低碳鋼（無氧化皮）0.120.400.30.5劣高碳鋼（有氧化皮）0.090.900.21.0劣頓巴黃銅（

）0.040.050.03-不好黃銅（

）0.020.18--良好鋁青鋼（

）0.030.080.010.05良好銅鎳合金（

）0.0080.030.050.3

，良好鎳0.020.10.4-良好哈氏合金（

）0.0010.001--優(yōu)秀-0.20--滿意0.0280.03--良好表6-7常用金屬材料的耐海水腐蝕性能6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕

浪濺區(qū)應(yīng)增加腐蝕裕量。宜采取熱噴涂金屬保護(hù)或涂料保護(hù)，或采取經(jīng)實(shí)踐證明防腐效果優(yōu)異的防腐蝕措施，如包覆耐蝕合金、硫化氯丁橡膠等鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕要求

海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕措施應(yīng)從結(jié)構(gòu)整體考慮，根據(jù)結(jié)構(gòu)的部位、保護(hù)年限、施工、維護(hù)管理、安全要求及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等因素，采取相應(yīng)的防腐蝕措施大氣區(qū)宜采取涂料保護(hù)或熱噴涂金屬保護(hù)。大氣區(qū)應(yīng)采取用管型構(gòu)件代替其他形狀構(gòu)件、金屬構(gòu)件組合在一起時(shí)采用密封焊縫和環(huán)縫，以及盡量避免配合面和搭接面等措施減少需要保護(hù)的鋼表面積，并易于涂層施工。同時(shí)設(shè)置涂層維修搭設(shè)腳手架用系纜環(huán)6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕

內(nèi)部區(qū)有海水時(shí)，與海水接觸的部位宜采取陰極保護(hù)或陰極保護(hù)與涂料聯(lián)合保護(hù)，水線附近和水線以上部位宜采取涂料保護(hù)。內(nèi)部區(qū)沒有海水時(shí)，宜采取涂料保護(hù)措施。內(nèi)部區(qū)澆筑混凝土或填砂時(shí)，可不采取防腐蝕措施鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕要求全浸區(qū)應(yīng)采取陰極保護(hù)或陰極保護(hù)與涂料聯(lián)合保護(hù)。采用陰極保護(hù)與涂料聯(lián)合保護(hù)時(shí)，海泥以下3米可不采取涂料保護(hù)。沒有氧或氧含量低的密封的樁的內(nèi)壁可不采取防腐蝕措施。因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而無法保證陰極保護(hù)電連續(xù)性要求的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采取增加腐蝕裕量或其他措施6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕方法選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和施工，避免結(jié)構(gòu)形式成銹蝕通道；改善混凝土自身性能，采用抗腐蝕性和抗?jié)B性良好的優(yōu)質(zhì)混凝土、高性能混凝土以改善混凝土工作性能；根據(jù)不同的環(huán)境，適當(dāng)增加的混凝土保護(hù)層厚度；采用混凝土表面涂層、混凝土表面硅烷浸漬、環(huán)氧涂層鋼筋及鋼筋阻銹劑等特殊防腐蝕方法6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕腐蝕最容易發(fā)生在梁板、混凝土連接點(diǎn)處、結(jié)構(gòu)的凹凸部位、承受高靜荷載或沖擊荷載處、浪濺區(qū)以及結(jié)構(gòu)的冰凍區(qū)域，應(yīng)加強(qiáng)這些部位以保護(hù)鋼筋免受腐蝕合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工處理好構(gòu)件的連接和接縫，對(duì)支座和預(yù)應(yīng)力錨固等可能產(chǎn)生應(yīng)力集中部位，采取相應(yīng)結(jié)構(gòu)措施避免混凝土受拉選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)件截面幾何形狀應(yīng)簡單、平順，盡量減少棱角或突變，避免應(yīng)力集中，盡可能減少混凝土表面裂縫為減少與海水接觸或被浪花飛濺范圍，盡量選擇大跨度的布置方案6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工構(gòu)件的連接和接縫(如施工縫)應(yīng)作仔細(xì)處理，使連接混凝土的強(qiáng)度不低于本體混凝土強(qiáng)度。對(duì)于墩臺(tái)，不宜在浪濺處安排施工縫為了保證混凝土尤其是鋼筋周圍的混凝土能澆注均勻和搗實(shí)，鋼筋間距不宜小于50mm，必要時(shí)可考慮并筋。構(gòu)件中受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋宜構(gòu)成閉口鋼筋籠，以增加結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固和耐久性6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕為了提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，可以通過優(yōu)化配合比，減小水灰比降低用水量，最大限度的保證混凝土自身密實(shí)度完好，提高混凝土本身的抗氯離子滲透性能和密實(shí)性，減少裂紋的發(fā)生。采用優(yōu)質(zhì)混凝土或高性能混凝土，提高混凝土密實(shí)度和抗?jié)B性混凝土自身性能改善6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕混凝土自身性能改善海洋工程中宜采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥的熟料中鋁酸三鈣含量宜控制在6%~12%的范圍內(nèi)混凝土原材料的選擇粗、細(xì)集料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)固耐久，具有良好級(jí)配的天然河砂、碎石或卵石。不得采用可能發(fā)生堿-骨料反應(yīng)的活性骨料拌和水宜采用城市供水系統(tǒng)的飲用水。不得采用海水拌制和養(yǎng)護(hù)。鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土的拌和用水的氯離子含量不宜大于200mg/L6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕混凝土自身性能改善在保證混凝土滿足強(qiáng)度和泵送施工要求下減小水灰比，使拌合用水最少，并通過摻入膨脹劑、粉煤灰等多種摻合料，來提高混凝土性能，如高密實(shí)度、低滲透性以及抵抗腐蝕的能力混凝土配合比設(shè)計(jì)使用減水劑、早強(qiáng)劑、加氣劑、阻銹劑、密實(shí)劑、抗凍劑等外加劑，提高混凝土密實(shí)性或?qū)︿摻畹淖桎P能力，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕混凝土自身性能改善高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途要求，對(duì)耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等性能重點(diǎn)予以保證高性能混凝土與普通混凝土相比，高性能混凝土不僅要求具有較高的強(qiáng)度，更強(qiáng)調(diào)在特定使用環(huán)境下必須具有高耐久性、高的體積穩(wěn)定性以及良好的施工工作性。是提高海洋環(huán)境鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的有效選擇6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕混凝土保護(hù)層是防止鋼筋腐蝕的重要屏障，混凝土保護(hù)層的中性化深度、有害離子擴(kuò)散深度，均與結(jié)構(gòu)物使用年限成比例關(guān)系。適當(dāng)加大混凝土保護(hù)層的厚度，可以有效的延長結(jié)構(gòu)物的使用年限。但保護(hù)層厚度也不能過厚，以防混凝土本身的脆性和收縮導(dǎo)致混凝土保護(hù)層開裂合理增加鋼筋混凝土保護(hù)層厚度6.3海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的防腐蝕措施及要求6.1.2.5泥下區(qū)腐蝕合理增加鋼筋混凝土保護(hù)層厚度《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTS275-2000）對(duì)海港