海上风力发电机组防腐技术发展现状与趋势

1、海上风力发电机组防腐技术发展现状与趋势一 海上风电场的腐蚀环境分析二 常规防腐蚀方法及原理三 海上发电防腐技术发展现状四 风电场防腐技术发展方向 一 海上风电场的腐蚀环境分析 一般对于海洋结构按照水位变动情况来划分,不同的腐蚀控制区域海洋大气区,飞溅区,潮差区,全浸区和海泥区。海洋环境中风电机组的腐蚀区域划分不同区钢材的腐蚀速率二 常规防腐蚀方法及原理 防腐蚀的技术历经多年的发展已趋于成熟，可以采取的防腐蚀方法分为三大类：隔离防腐、电化学防腐和本质防腐。海洋工程防腐蚀的常规方法主要有5种。1 涂层法2 镀层法3 阴极保护法4 预留腐蚀余量法5选用耐腐蚀的材料三 海上发电防腐技术发展现状1基础防

2、腐设计 风机水下基础分为钢结构基础和钢筋混凝土结构基础。钢结构基础的水下区一般采用牺牲阳极的阴极保护法实现防腐蚀。钢筋混凝土结构基础对防腐蚀的要求不高，主要影响因素是海水渗透后对其中的钢筋的破坏，目前采取的多数为涂层防护技术。 2 塔筒防腐设计 风机塔筒采用的防腐蚀方法采用防腐涂层法，涂层涂料分别采用环氧富锌底漆，聚酰胺环氧中间漆、聚氨酯面漆等，不同厂商的漆型号各自不同，使用方法和配比也有所差别。 总涂层干膜厚度一般280 m，有些厂商设计为热喷锌配合防腐涂料的工艺，成本要略高一些。各节塔筒间高强连接螺栓采用达克罗技术处理，非高强螺栓采用不锈钢316材质。塔筒门密封，采用氟橡胶密封胶条3 机组

3、防腐设计 海上风电机组防腐设计主要考虑防盐雾、防潮湿。设计理念依然是与外界隔离。首先机舱和轮毂的外壳采用玻璃钢材料达到防腐目的，属于本质防腐，而且质量轻，成本低。将这个外壳设计成一个尽可能密闭的空间，再用带除湿功能的鼓风机使内部对外界形成正压，进而阻止外界腐蚀性空气直接进入，很大程度上降低了机舱和轮毂内部安装的各类部件的腐蚀防护要求，从总体上改善腐蚀环境。 国内海上风机，箱式变压器仍沿用陆上的干式变压器，金风、海装优化后采用液冷取代空冷；发电机、齿轮箱采用外循环空冷系统；采用液冷式变频器，或进气口采用呼吸器对空气净化，或使用加热器、吸湿剂，减少盐雾、潮气对机舱内部件的腐蚀。机舱内、外部件分别按

4、腐蚀等级C4、 C5-M配置 防腐涂层系统，重要接头、部件采用不锈钢、白铜、铜镀银等防腐性强的材质。 西门子海上风机采用油浸式箱变，冷却箱变的空气系统有专门的进、出密封风道，海洋大气不进入塔筒内部空气系统，机舱内发电机的散热系统也是如此，有效隔离海风盐雾、潮气，以达到从根本上控制腐蚀源，防腐效果较好。机舱内按C3、 C4腐蚀环境设计防腐涂层。 四 风电场防腐技术发展方向1基础防腐设计 主要包括辣椒素面漆防海生物设计、矿质带包覆技术的应用、阴极保护在线监检测系统。 辣椒素面漆防海生物设计：风机基础的潮差区由于潮水涨落、干湿交替，藤壶、海蛎子生长严重，对防腐涂层附着力、完整性、涂层检查及阳极块阴极

5、保护产生不利影响。辣椒素以其麻醉性、趋避性、环境友好，迎合了海上风电场的防污需求。其防污年限约为2至3a。 矿质带包覆技术：潮差区以上部分由于阳光照射、浪花冲击、盐分富集，形成最苛刻环境，成为影响风电设备运行寿命的瓶颈。矿质带包裹技术，使海洋飞溅区防腐免维护时间能够达到20a以上，相对涂层防腐具有较好的性价比。 阴极保护在线监检测系统：监测工作量小、数据量多，能实现对运行中钢结构的保护电位连续观测、实时分析和评定。对于保证钢结构安全、提高科学管理水平有着重要意义。 PTC复层矿脂包覆防腐系统由4层紧密相连的保护层组成，即矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层和增强玻璃钢保护罩。PTC技术中防蚀膏和

6、防蚀带添加有抗腐蚀材料，具有优良的保护性、黏附性、与水和空气隔绝性，长期不会变质，强有力地黏附在钢铁设施表面达到长效的防腐蚀效果。坚固的玻璃钢保护罩能够有效地破坏海生物黏附，并对内部防蚀膏、防蚀带起到更好的保护效果。 该技术具有防腐效果好、对结构物附加载荷小、密封性强、机械强度高、抗冲击性能强、防腐年限长的优点；整个包覆体系将海生物彻底与钢桩隔离，避免由于海生物附着、涂层剥落，导致钢桩的局部腐蚀。施工优势：工艺简单，无需固化、加热、喷砂、动火，施工时间短；基材表面处理要求低；可带水作业；受热胀冷缩影响小；适于任何形状结构物。绿色环保不会污染海洋环境。相比辣椒素防海生物有更好的可操作和有效性。

7、PTC复层矿脂包覆防腐系统的材料，矿脂防蚀膏：是一种人造的淡褐色油状膏状缓蚀化合物，不溶于水，盐水浸泡及盐雾试验均为A级。矿脂防蚀带：是一种淡黄色浸并涂满了抗腐蚀化合物的人造纤维制成的无纺布，主要成分是浸透了缓蚀剂如丹宁酸的链烷烃，不溶于水。防蚀保护罩：包括玻璃钢或增强玻璃钢，具有优秀的强度和持久性，密封缓冲层具有较好的减震作用、隔热性和防水性。防蚀保护罩具有优秀的机械强度、抗化学性、抗风化性、防渗透性、可操作性，高冲击强度，可加工成任意形状任何颜色。2 塔筒防腐设计 氟碳涂料应用趋势：海洋大气区腐蚀性强、维护困难的特点，要求面漆在紫外线下抵御褪色、变色、龟裂、粉化和剥落的能力强，以维持涂层防

8、锈性能。4F氟碳涂料具有氟原子电负性最高，氟碳键能最大、键距最短、C-F键结合牢固的结构特点，从而性能上氟碳涂料具有优异的耐候性、耐擦试 性、耐沾污性、憎油、憎水等性能，其应用于海上风电市场，可极大地提高风电设备的耐候性、防腐蚀等性能，更好地延长对风电设备的保护年耐污染性好、阻挡紫外线侵蚀、耐化学介质性好、屏蔽作用好、耐高低温。QUV-B人工加速老化 试验显示：2500h后保光性数值，4F氟碳涂料约为初始值的90%，是丙烯酸硅脂涂料、聚氨酯的2至3倍,可见4F氟碳涂料具有更大的优势3 机组防腐设计 对比西门子海上风机防腐设计，国内风机从内部结构设计、设备选型、制造工艺、防腐措施等方面存在明显差异。国产风机还沿用陆上风机的风冷却模式（金凤、海装采