海上风电设施的防腐措施定稿版
海上风电项目的腐蚀控制与维护技术分析

海上风电项目的腐蚀控制与维护技术分析随着全球对可再生能源的需求不断增加,海上风电项目作为一种清洁能源的重要形式,受到了越来越多的关注。
然而,由于海水环境对设备的腐蚀性较大,海上风电项目的腐蚀控制与维护成为了一个重要的技术问题。
本文将对海上风电项目的腐蚀控制与维护技术进行分析,旨在提供针对海水环境的腐蚀问题的解决方案。
海水中的氯化物、硫化物等物质会引发金属的腐蚀,而在海上风电项目中,很多耐腐蚀材料的使用受到了技术和经济上的限制。
因此,在设计阶段,就需要考虑腐蚀控制的策略。
首先,可以采用合适的涂层技术,如喷涂或浸涂式的防腐涂层,来保护金属表面。
这些涂层可以有效地隔离金属材料和海水之间的接触,从而减少腐蚀的发生。
其次,选择合适的材料也是关键。
在海上风电项目中,一些高性能的耐腐蚀材料,如不锈钢、镍基合金等,可以用于提高设备的抗腐蚀性能。
此外,还可以采取电化学防腐技术,如阳极保护和阴极保护,通过电流作用,形成一层保护层,降低金属腐蚀的速度。
在海上风电项目的维护过程中,腐蚀问题需要及时监测和处理。
常规的监测方法包括表面腐蚀监测和电化学腐蚀监测。
表面腐蚀监测可以通过视觉检查、照相记录和非破坏性检测等方法来实现。
而电化学腐蚀监测则是通过测量金属电位和电流来评估金属腐蚀的程度。
这些监测方法可以帮助及早发现和评估腐蚀问题的严重程度,以便采取相应的维护措施。
针对海上风电项目的腐蚀维护,主要包括以下几个方面。
首先,定期清洗设备表面和管道内部,以去除附着在金属表面的海水和污垢,避免腐蚀的发生。
其次,定期检查和更换防腐涂层,确保其保护性能的有效性。
此外,发现腐蚀问题后,要及时采取修复措施,如局部修补或更换受腐蚀的部件。
此外,定期对防腐设备进行维护,如清洗和更换电阻、测量和调整电位等。
最后,还需要建立完善的维护记录和数据库,以便及时掌握设备的运行状况和维修情况,并对未来的维护工作提供参考和指导。
除了上述的腐蚀控制与维护技术,海上风电项目还可以采用其他措施来提高设备的耐腐蚀性能。
海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制

海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制海边电厂由于长期受到海水气候的影响,存在着高腐蚀性环境下的挑战。
腐蚀问题不仅会影响设备的寿命和安全性,还会增加维护成本。
海边电厂需要采取有效的防腐控制措施,以确保设备的可靠运行和安全性。
本文将就海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制进行详细介绍。
1. 了解腐蚀环境海边电厂面临的腐蚀环境主要包括海水腐蚀、海风腐蚀和潮湿气候腐蚀。
海水中含有大量盐分和溶解氧,会对设备表面造成腐蚀。
而海风和潮湿气候则会加速金属表面的氧化腐蚀。
海边电厂需要对腐蚀环境进行深入了解,以确定腐蚀的类型和程度,为防腐控制工作提供依据。
2. 选用防腐材料针对海边电厂的高腐蚀性环境,选择合适的防腐材料至关重要。
应优先选用耐腐蚀性能较好的金属材料,如不锈钢、镍基合金等。
这些材料具有较强的抗氧化和耐盐腐蚀能力,能够在高腐蚀性环境下保持较长的使用寿命。
还可以采用表面涂层或防腐涂料进行保护。
这些涂层可以形成一层保护膜,阻止金属与腐蚀介质接触,达到防腐的效果。
3. 加强设备保护在海边电厂中,各种设备都需要加强防腐保护。
特别是暴露在室外的设备,如海水冷却系统、管道、泵等,更需要加强防腐保护。
可以采取增加设备表面厚度、使用耐腐蚀材料、加强涂层保护等措施,以提高设备的抗腐蚀能力。
定期进行设备的检查和维护,及时发现和处理腐蚀问题,也是非常重要的。
4. 控制腐蚀介质的接触海边电厂可以通过控制腐蚀介质的接触,减少腐蚀的发生。
对于管道和设备表面,可以采取隔离和密封措施,阻止海水和潮湿气候直接接触金属表面。
还可以加装防护设施,如挡板、护栏等,减少海风对设备的侵蚀。
这些措施可以有效地降低腐蚀介质的接触,延长设备的使用寿命。
5. 定期检测和维护定期检测和维护是防腐控制的重要环节。
海边电厂应建立完善的检测制度,定期对设备进行腐蚀情况的检查,及时发现问题。
一旦发现腐蚀迹象,应立即采取措施进行修复和保护。
对设备进行定期的清洗和保养,可以有效地减少腐蚀的发生,延长设备的使用寿命。
沿海及海上风电机组防腐技术

沿海及海上风电机组防腐技术1 范围本标准规定了沿海及海上风电机组采用涂层和阴极保护联合防腐蚀的总则、防护涂料体系、阴极保护、腐蚀监检测系统。
本标准适用于沿海及海上风电机组的塔筒、套管架、桩基及其他部件的防腐蚀作业。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1724 涂料细度测定法GB/T 1725 色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定GB/T 1728 漆膜、腻子膜干燥时间测定法GB/T 1732 漆膜耐冲击测定法GB/T 1733 漆膜耐水性测定法GB/T 1740 漆膜耐湿热测定法GB/T 1766 色漆和清漆涂层老化的评级方法GB/T 1768 色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法GB/T 1771 色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定GB/T 1865 色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露(滤过的氙弧辐射)GB/T 4948 铝-锌-铟系合金牺牲阳极GB/T 4950 锌-铝-镉合金牺牲阳极GB/T 5210 色漆和清漆拉开法附着力试验GB/T 6739 色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度GB/T 6742 色漆和清漆弯曲试验(圆柱轴)GB/T 7387 船用参比电极技术条件GB/T 7388 船用辅助阳极技术条件GB/T 7790 色漆和清漆暴露在海水中的涂层耐阴极剥离性能的测定GB/T 8923.1 涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级GB/T 9274 色漆和清漆耐液体介质的测定GB/T 9286 色漆和清漆漆膜的划格试验GB 11375金属和其他无机覆盖层热喷涂操作安全GB/T 12608 热喷涂火焰和电弧喷涂用线材、棒材和芯材分类和供货技术条件GB/T 13452.2 色漆和清漆漆膜厚度的测定GB/T 16166 滨海电厂海水冷却水系统牺牲阳极阴极保护GB/T 17731 镁合金牺牲阳极GB/T 19824 热喷涂操作人员考核要求GB/T 30790.1 色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护第1部分:总则GB 30981-2014建筑钢结构防腐涂料中有害物质限量GB/T 31415 色漆和清漆海上建筑及相关结构用防护涂料体系性能要求CB* 3220 船用恒电位仪技术条件HG/T 3668-2009 富锌底漆IEC 62321-5电工产品中的相关物质的测定第5部分SY/T 0063 管道防腐层检漏试验方法1GB/T XXXXX—XXXX3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制

海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制海边电厂是指建设在海岸边缘或海岛上,利用海水冷却的电力发电厂。
由于其所处的环境具有高度的盐水腐蚀性气候,对设备的防腐控制成为了必不可少的一环。
本文将从以下几方面进行阐述。
一、材料选择海边电厂各种设备的材料选用是防腐控制的重要环节之一。
选用的材料必须经过硬度测试和在高盐、潮湿环境条件下的腐蚀实验,确保材料具有良好的耐腐蚀性。
例如,选择高含镍、钼钢材料作为设备的主要材料,在海水环境下具有良好的耐腐蚀性能。
此外,涂层技术也是材料防腐控制的一个重要部分,酸防腐、中温、高温防腐都有着不同的防腐效果,需要根据具体设备情况来选择适宜的涂层。
二、设备保养定期检查和维护是设备保持性能的关键。
海边电厂各种设备都需要对其腐蚀部位进行仔细的检查和维护,特别是在高亲水性、常接触海水的部位,如闸门、管道等。
每年至少进行一次例行检查和维护工作,如去除氧化和积垢,再进行喷砂处理,最后进行重新油漆和涂层等工作,以保持设备的防腐性能。
三、海水防腐海水中含有丰富的盐分、微生物和氧化物等物质,是导致海边电厂设备腐蚀的一大原因。
经济的方法是通过降低盐分和富氧水的浓度来达到防腐作用。
为此,会选用新型的防腐技术——电极反应。
将钢笼子降至地下水域内,并选用缓慢释放的诱导电流方法,使其发生电化学反应,从而阻止了大气中的氧与钢发生电极反应,以达到预防腐蚀的目的。
此外,可以采用现代材料技术,使用防腐涂料,填涂硬化剂,形成细密、致密的防腐层保护法。
防腐涂料模糊橙色、粗糙不匀,过干易开裂。
可适当加入柔性促进剂或应用涂装物理干燥机将其打散、周期性喷涂。
涂层干燥后可获得致密、亲水、抗风化作用。
总之,对于海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制来说,材料选择、设备保养和海水防腐控制是不可或缺的关键环节。
只要严格控制环境、选择合适的材料和保养设备,加强海水防腐控制,就能够保证设备在高腐蚀性的环境下正常运转,确保海边电厂的安全,保护环境,维护社会稳定。
海上风电设施的防腐措施定稿版

海上风电设施的防腐措海上风电设施的防腐措施班级:风能111 姓名:陈卓学号:2021325130 摘要针对海上风力发电高温度、髙盐分干湿交替、浸渍等强度腐蚀环境。
结合目前国际上应用的UOS 12944-钢结构防腐涂装标准?,为海上风电设施选择正确的防腐系统。
为确保涂装系统能够到达20年以上的设计防腐年限,本文分析了海上风电设施的腐蚀原因与防腐蚀措施并且参考了NORSOKM・501和IOS 20304对海上风电的防腐系统进行了性能测试要求,以此为海上风电设备防腐系统的选择提供理论依据。
关键词海上风电防腐防腐保护防腐系统设计N0RS0K M-50110S 20340风电作为快速开展的绿色可再生能源,逐渐成为许多国家可持续开展战略的重要组成部分。
截止到2021年2月7日,全球海上风电场累计装机容量到达23& 000MW,比上年增长了21%o 世界海上风电技术日趋成熟,进入大规模开发阶段,已有国外企业开始设计和制造8・10兆瓦风电机组。
欧洲风能协会最新统计显示,2021年欧洲海上风力产业营业额约为15 亿欧元,预计2021年将增加1倍。
在我国,尽管近年来国内的风电产业开展如火如荼,但海上风电领域仍在起步阶段。
中国气象科学研究院初步探明,我国可开发和利用的陆地上风能储量2.53亿千瓦,近海可开发和利用的风能储量有7・5亿干瓦,海上风能储量远远大于陆上,有广阔的开展空间。
但与陆上风能相比,海上风电运行技术要求更高,施工难度更大并且海上风电的运行坏境更为复杂:高湿度、高盐分的海风,盐雾,海水浸泡,海浪飞溅形成的干湿交替区等,从而对海上风电设备的防腐提出了更高的技术、性能要求。
经过10多年的开展,世界海上风电技术日趋成熟,已经进入大规模开发阶段。
中国虽处于起步阶段,但有着巨大的开展空间。
一方面,中国拥有十分丰富的近海风资源。
有数据显示,我国近海10米水深的风能资源约1亿千瓦,近海30米水深的风能资源约4. 9亿千瓦。
海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制

海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制海边地区的电厂由于处于高腐蚀性环境中,对于防腐控制有着特殊的要求。
海边电厂的设备和设施很容易受到海水、海风、潮湿气候和盐雾等因素的影响,导致金属设备和结构的腐蚀加剧,降低了设备的使用寿命和安全性。
在海边电厂的建设和运行过程中,需要采取一系列有效的防腐控制措施,以保障设备和结构的长期稳定运行。
一、实施涂层防护涂层是海边电厂防腐控制的重要手段。
选用具有优良防蚀性能和抗盐雾腐蚀能力的防腐涂料,能够有效地提高设备和结构的防腐能力。
涂料的选择要考虑到海水、海风和盐雾等环境因素的影响,选用具有耐腐蚀、耐候性和耐磨损的特性。
在涂料施工方面,要严格按照规范要求进行涂装,确保涂层的均匀性和完整性。
除了对设备和结构的表面进行涂装外,还需要定期对已经施工的涂层进行检测和维护,以保证其长期的保护效果。
二、合理选材和设计在海边电厂的设备和结构选材和设计上,应尽量选择具有良好抗腐蚀性和耐候性的材料,尤其是金属材料。
选材方面,可以采用不锈钢、合金钢、镀锌钢等具有良好抗腐蚀性能的材料。
在结构设计上,要考虑到海边环境的特殊性,合理进行构造设计和材料选择,减少设备和结构的暴露面积,增加金属表面的保护层厚度,以提高其抗腐蚀能力。
三、定期检测和维护海边电厂的设备和结构在运行过程中,需要定期进行腐蚀检测和维护,对腐蚀痕迹和损坏部位进行及时修复和处理。
通过定期的腐蚀监测和维护,可以及时发现和消除设备和结构的腐蚀问题,延长其使用寿命,确保其安全可靠运行。
还需要对设备和结构进行防腐保护措施的跟踪和评估,以补充和完善原有的防腐控制措施。
四、加强人员培训和管理海边电厂的防腐控制需要加强人员培训和管理,提高员工的防腐意识和技能水平。
对电厂的操作人员和维护人员进行定期的防腐知识培训,使其熟悉腐蚀防护措施和设备维护方法,提高其对防腐工作的重视和责任感。
还需要建立规范的防腐管理制度,明确设备和结构的维护责任和管理流程,确保防腐控制工作的落实和有效性。
海上风力发电机组防腐措施研究

海上风力发电机组防腐措施研究一、海上风力发电的发展现状海上风力发电是指将风力发电机组安装在海面上的一种发电方式。
相比陆地风电,海上风电由于所处环境的变化更加显著,风速更大、空气湿度更高、盐雾腐蚀更为严重。
由于风电机组需要安装在离岸海域,使得设备维护更加困难,成本更高。
针对这些问题,海上风力发电的防腐措施显得尤为重要。
二、海上风力发电机组防腐挑战1. 盐雾腐蚀海上环境中盐雾浓度高,对于金属结构和设备表面会产生严重的腐蚀影响。
盐雾腐蚀不仅会导致设备的外观损坏,更会使得设备的结构疲劳性能、机械性能和电气设备性能受到影响,造成机组的损坏和故障。
2. 空气湿度海上环境中的空气湿度较大,易导致设备内部绝缘层受潮,进而影响设备的电气性能。
湿度也会加速金属件的腐蚀速度,对设备的寿命造成影响。
3. 紫外线辐射海上阳光直射,在紫外线作用下,常规表面覆盖保护层很难长期抵御紫外线的侵蚀,导致设备表面老化、开裂和脱落,影响设备的外观和结构性能。
以上这些海上环境因素给海上风力发电机组的防腐工作带来了巨大的挑战,为了确保设备的长期可靠运行,需要采取有效的防腐措施。
1. 材料选择在海上环境中,风力发电机组的结构件和外壳通常采用不锈钢、耐蚀合金钢等耐腐蚀材料。
这些材料具有较好的抗盐雾腐蚀性能,在恶劣的海洋环境中能够保持较长时间的使用寿命。
2. 表面处理风力发电机组的金属表面需要进行防腐表面处理,如热浸镀锌、镀铝合金、喷涂防腐涂料等,以增强其抗盐雾腐蚀和抗紫外线辐射能力。
还可以进行阳极保护和阴极保护等电化学防腐措施。
3. 密封防护风力发电机组的内部电气设备需要做好防潮湿保护措施,如采用密封结构、防水防潮的接头连接和防护罩、密封胶等,以保证设备的安全稳定运行。
4. 涂层保护针对设备的外壳和结构件,可以采用防腐蚀涂料进行涂层保护,以增强其对盐雾腐蚀和紫外线辐射的抵抗能力,延长设备的使用寿命。
5. 定期检测维护对于海上风力发电机组来说,定期的检测和维护工作尤为重要,可以通过超声波测厚仪、电化学阻抗法等方式及时发现设备的腐蚀、疲劳等问题,及时进行维护和修复,确保设备的安全可靠运行。
沿海及海上风电机组防腐技术规程

沿海及海上风电机组防腐技术规程沿海及海上风电机组防腐技术规程在当前全球能源转型的趋势下,风能被广泛认可为一种清洁、可再生的能源来源。
风电机组的建设和发展已成为解决能源和环境问题的重要途径。
特别是在沿海和海上地区,海风资源更加丰富,风电发电效益更高。
然而,由于海水环境的特殊性,沿海及海上风电机组的防腐技术面临着诸多挑战。
本文将深入探讨沿海及海上风电机组防腐技术规程的相关内容。
1. 背景介绍沿海和海上风电机组面临着海风、海洋气候、海水腐蚀等严峻环境条件的考验。
良好的防腐技术和规程的制定能够有效延长风电机组的使用寿命,降低维护成本,提高电力发电效益。
2. 现有防腐技术2.1 表层防护涂料表层防护涂料是最常见的一种防腐技术,通过涂覆特殊的涂料来形成一层保护膜,阻挡海水中的盐分和湿气对金属表面的侵蚀。
不同有机涂料和无机涂料具有不同的防腐效果和耐久性。
2.2 金属涂层金属涂层是一种相对较新的防腐技术,通过在金属表面形成一层金属保护层,有效抵御海水的腐蚀。
常用的金属涂层包括铝镁合金涂层、锌涂层等。
2.3 防腐包覆材料防腐包覆材料是一种在金属表面包覆一层特殊材料,如聚乙烯、环氧树脂等,以达到防腐防锈的效果。
这种技术适用于机组的独立部件,如铆接点、焊缝等。
3. 技术规程制定考虑到沿海及海上风电机组的环境特殊性,制定一套适用的防腐技术规程显得尤为重要。
技术规程的制定应该符合以下原则:3.1 综合考虑不同环境因素技术规程应综合考虑海风、海水、湿度等因素对风电机组的影响,并据此确定合适的防腐技术和材料。
3.2 不同零部件的不同防腐需求风电机组由多个零部件组成,不同零部件对防腐的要求也有所不同。
技术规程应区分不同零部件的防腐需求,制定相应的技术要求。
3.3 防腐周期和维护计划技术规程应确定合理的防腐周期和维护计划,确保机组在使用过程中能够保持足够的防腐效果。
4. 观点与理解沿海及海上风电机组的防腐技术规程在风电机组建设和发展中起到至关重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
海上风电设施的防腐措施HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】海上风电设施的防腐措施班级:风能111 姓名:陈卓学号:2011325130摘要针对海上风力发电高温度、高盐分干湿交替、浸渍等强度腐蚀环境。
结合目前国际上应用的《IOS 12944—钢结构防腐涂装规范》,为海上风电设施选择正确的防腐系统。
为确保涂装系统能够达到20年以上的设计防腐年限,本文分析了海上风电设施的腐蚀原因与防腐蚀措施并且参考了NORSOK M-501和IOS 20304对海上风电的防腐系统进行了性能测试要求,以此为海上风电设备防腐系统的选择提供理论依据。
关键词海上风电防腐防腐保护防腐系统设计 NORSOK M-501 IOS 20340风电作为快速发展的绿色可再生能源,逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分。
截止到2012年2月7日,全球海上风电场累计装机容量达到238,000MW,比上年增长了21%。
世界海上风电技术日趋成熟,进入大规模开发阶段,已有国外企业开始设计和制造8-10兆瓦风电机组。
欧洲风能协会最新统计显示,2009年欧洲海上风力产业营业额约为15亿欧元,预计2010年将增加1倍。
在我国,尽管近年来国内的风电产业发展如火如荼,但海上风电领域仍在起步阶段。
中国气象科学研究院初步探明,我国可开发和利用的陆地上风能储量2.53亿千瓦,近海可开发和利用的风能储量有7.5亿千瓦,海上风能储量远远大于陆上,有广阔的发展空间。
但与陆上风能相比,海上风电运行技术要求更高,施工难度更大并且海上风电的运行环境更为复杂:高湿度、高盐分的海风,盐雾,海水浸泡,海浪飞溅形成的干湿交替区等,从而对海上风电设备的防腐提出了更高的技术、性能要求。
经过10多年的发展,世界海上风电技术日趋成熟,已经进入大规模开发阶段。
中国虽处于起步阶段,但有着巨大的发展空间。
一方面,中国拥有十分丰富的近海风资源。
有数据显示,我国近海10米水深的风能资源约1亿千瓦,近海30米水深的风能资源约4.9亿千瓦。
另一方面,东部沿海地区经济发达,能源紧缺,开发丰富的海上风能资源将有效改善能源供应情况。
因此,开发海上风电已经成为我国能源战略的一个重要内容。
据了解,海上风电场的造价约为陆上风电场的2-3倍,平均发电成本也远远高于陆上风电,海上风电场初装成本中的基础建设、并网接线盒安装等费用在总投资成本中所占的份额要比陆上风电场高,其成本占比随着风电场的离岸距离和水深程度等情况大幅变动,维修费用和折旧费用占运营成本比例远大于陆上风电场。
除了要突破研发技术和高成本瓶颈,加紧研发海上风电设备防腐蚀的新技术也是当务之急。
此前全国两会期间,工信部副部长苗圩曾提出对风电设备寿命的质疑。
因此,与陆上风电相比,海上风电设备所需防腐技术更为复杂、要求更高。
我国海上风能资源测量与评估以及海上风电机组国产化刚刚起步,海上风电建设技术规范体系也亟需建立。
而其中海上风电防腐蚀技术相关标准的匮乏就是一个严重问题。
曾有相关记者在采访中了解到,由于海上含盐分比较高,对设备腐蚀相当严重。
而风电机组不同于海上钻井平台,受到腐蚀时可以随时修补,海上风电机组由于其特殊的地理环境和技术要求,维修费用极高。
国家能源局可再生能源司副司长史立山认为,海上风电机组面临的最大问题就是抗腐蚀,他说:“与陆上风电相比,海上风电的运行环境更复杂,技术要求更高,施工难度更大。
对于风机而言最大的问题在于抗腐蚀抗盐雾以及海上输配电。
这些技术上的困难只能在实践中解决。
”钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所副所长曲政认为,海上风机所处环境恶劣,并且防腐技术比较复杂。
他对记者解释说:“海上风电机组下部承托平台为钢筋混凝土结构,防腐蚀工作重在对钢筋锈蚀的保护;海面以上的部分主要受到盐雾、海洋大气、浪花飞溅的腐蚀,因此,海上风电机组的防腐蚀比较复杂,需要分部分、针对性的进行。
”经常被讨论的海上风电基础形式主要涵盖参考海洋平台的固定式基础和处于概念阶段的漂浮式基础,世界上的近海风电机组大多数都采用重力凝土和单桩钢结构基础设计方案。
以下是对海上风电设施的防腐区域层次的划分;1.1表1 海洋环境中风电机组的腐蚀区域划分对于海洋环境下钢结构腐蚀,无论是海洋环境下长钢尺挂片试验,还是在实际生产实践应用中,都具有很强的规律性。
图1和图2是金属和钢桩在海洋环境中的腐蚀状况及分区示意图。
1.1.1钢桩在海洋环境中的腐蚀状况示意图1.1.2在海洋环境中金属腐蚀分区示意图海上风电钢铁结构的腐蚀在海洋大气环境下与内陆大气环境下有着腐蚀因素和腐蚀速率的不同。
对于暴露在海洋大气环境中的金属部分,因海洋大气环境中相对湿度大、盐分高,腐蚀介质长期积累后附着在钢铁表面形成导电良好的液态水膜电介质,同时由于钢结构成分中有少量碳原子的存在,极易形成无数个原电池,这是电化学腐蚀的有利条件,从而使金属物体产生腐蚀而生锈,导致其材料的结构和性能出现变化而破坏。
经相关研究和试验证明,海洋大气环境比内陆大气环境对钢铁的腐蚀程度高4~5倍。
海洋飞溅区的腐蚀,除了海盐含量、相对湿度、温度等海洋大气环境中的腐蚀影响因素外,还要受到海浪飞溅的影响,在飞溅区的下部还要受到海水短时间的浸泡。
飞溅区的海盐粒子含量要大大高于海洋大气区,由于海水浸润时间长,干湿交替频繁,碳钢在飞溅区的腐蚀速率要远大于其他区域。
在飞溅区,碳钢会出现一个腐蚀峰值,在不同地区的海域,其腐蚀峰值也就在平均高潮位的距离有所不同。
腐蚀最严重的部位是在平均高潮位以上的飞溅区,在这一区域,由于含氧量比其他区域高,氧元素的去极化作用促进了碳钢的腐蚀,与此同时,飞溅的浪花冲击也有力地破坏了碳钢表面的保护膜或覆盖层,所以钢表面的保护层在这一区域剥落更快,造成局部腐蚀十分严重,从而促使腐蚀速率加大。
从平均高潮位到平均低潮位的区域称为潮差区,在潮差区的钢铁表面经常会与含有饱和氧气的海水接触,由于海洋潮差变化的原因而使钢铁腐蚀加剧,在有浮游物体和冬季流冰的海域,潮差区的钢铁还会受到撞击。
全浸区的钢结构全浸于海水中,如风塔管架平台的中下部位,长期浸泡在海水中,钢铁的腐蚀会受到溶解氧、海水流速、盐度、污染物和海生物等因素的影响,由于钢铁在海水中的腐蚀反应受到氧的氧化还原反应所控制,所以溶解氧对钢铁的腐蚀起到主导作用。
在位于平均低潮位以下附近的海水全浸区,其风塔钢桩在海水起伏这一潮间带出现腐蚀最低值,其值甚至小于在海水全浸区和海底土壤的腐蚀率。
这是因为风塔钢桩在这一潮差带的海洋环境中,随着潮位的涨落,水线上方湿润的钢表面供氧总要比浸在海水中的水线下方钢表面充分得多,而且相互彼此构成一个回路,由此构成一个氧浓差腐蚀电池,在这一腐蚀电池中,富氧区为阴极,相对缺氧区为阳极,总的来说在这个潮差带中的每一点分别得到了不同程度的保护,而在平均潮位以下则经常作为阳极而出现一个明显的腐蚀峰值。
海泥区位于全浸区以下,主要由海底沉积物构成。
海底沉积物的物理性质、化学性质和生物特性随着海域和海水深度的不同而不同。
海泥区实际上是饱和的海水土壤,它是一种比较复杂的腐蚀环境,既有土壤的腐蚀特点,又有海水的腐蚀特性。
海泥区含盐度高、电阻率低,但是供氧不足,所以一般的钝性金属的钝化膜是不稳定的。
海泥区含有硫酸盐还原菌,会在缺氧的环境下生长繁殖,会对埋入海泥区的钢铁造成比较严重的腐蚀。
海生物的污损,如苔藓虫、石灰虫、藤壶和海藻等,对碳钢的腐蚀影响较大。
虽然碳钢表面的污损海生物能阻碍氧分子向腐蚀表面扩散,能对碳钢的腐蚀有一定的保护作用,但是由于污损层的不渗透性和外污损层中嗜氧菌的呼吸作用,使碳钢表面形成缺氧环境,有利于硫酸盐还原菌的生长,从而促使碳钢产生腐蚀。
根据实验室的防腐涂层测试、海上挂片试验,以及海上平台成熟的防腐涂层方案,提出海上风电钢结构防腐涂层设计基本原则:底漆对基层材料的附着力和防锈能力要强,并具有阴极保护功能;中间漆对底漆和面漆的层间附着力必须牢固,并有较好的屏蔽作用,以便有效地阻止氧、水汽及其腐蚀介质的渗入;面漆必须具有很好的耐候性,耐老化性和耐腐蚀性能,并具有一定的耐沾污性,从而降低维护频率。
当前国内对于海上风电机组的防腐蚀并无相关标准或规定。
海上风电机组防腐蚀,是一个系统的问题,对于机组的每一部分,在设计上、材料上、密闭性上,都应该考虑到防腐蚀问题。
对于海上风电的防腐工作,合理选材是防止和控制设备腐蚀的最普通和最有效的方法之一。
选材务必做到:①了解环境因素和腐蚀因素,包括介质的种类、浓度、温度、压力、流动状态、杂质种类和数量、含氧量,以及有无固体悬浮物和微生物等;②研究有关资料数据;③按实际条件进行模拟试验,以获得选材的可靠数据。
由此了解材料的耐蚀性能及其工艺特性;④综合考虑材料的耐蚀性和经济性;⑤考虑合适的防腐蚀措施。
,1.2.具体可以考虑的防腐蚀措施如下:1.2.1 对于基础中的钢结构,大气区的防腐蚀一般采用涂层保护或喷涂金属层加封闭涂层保护;如塔筒外壁,可以采用常用的防腐涂料体系,中间漆采用环氧云铁漆,即环氧富锌底漆+环氧云铁漆+脂肪族聚氨酯面漆的三层复合防腐涂层系统。
1.2.2 浪溅区和水位变动区的平均潮位以上部位的防腐蚀一般采用重防蚀涂层或喷涂金属层加封闭涂层保护,亦可采用包覆玻璃钢、树脂砂浆以及包覆合金进行保护;塔筒的桩基基础部分处在潮差区和浪溅区是防腐的重点区域,采用环氧玻璃鳞片涂料或者无溶剂环氧涂料,干膜厚度在1500μm左右,玻璃鳞片涂料在控制漆膜下的腐蚀蔓延稍差一些,但是可以采用具有良好阴极保护作用的环氧富锌底漆作为底涂层。
根据海上平台的防腐应用经验,完全可以达到25a以上的防腐防护寿命1.2.3 水位变动区平均潮位以下部位,一般采用涂层与阴极保护联合防腐蚀措施;1.2.4 水下区的防腐蚀应采用阴极保护与涂层联合防腐蚀措施或单独采用阴极保护,当单独采用阴极保护时,应考虑施工工期的防腐措施;1.2.5 对于深入海泥区的基础钢结构,可以不考虑涂装防腐涂层,只依靠阴极保护措施或者两者相组合的防腐方法,但涂层厚度在500μm左右,设计上不用太厚。
这种阴极保护方法属于电化学防腐,分为外加电流的阴极保护和牺牲阳极的阴极保护,前者主要用高硅铸铁作为阳极材料,被保护的钢铁作为阴极,在外加电流的影响下,形成电位差进而阻止腐蚀;后者主要用锌、铝等活性比铁高的阳极材料,焊接在钢铁结构物上,形成原电池而阻止腐蚀。
这两种方法都需要由腐蚀介质做为原电池导电回路,因此适用于海水区、海泥区的钢结构材质防腐。
1.2.6 对于混凝土墩体结构,可以采用高性能混凝土加采用表面涂层或硅烷浸渍的方法;可以采用高性能混凝土加结构钢筋采用涂层钢筋的方法;也可以采用外加电流的方法。