海上风力发电防腐蚀技术发展现状与趋势

1、海上风力发电防腐蚀技术发展现状与趋势海上风力发电防腐蚀技术发展现状与趋势 1 腐蚀和防腐蚀腐蚀和防腐蚀 腐蚀是指（包括金属和非金属）在周围介质腐蚀是指（包括金属和非金属）在周围介质 水，空气，酸水，空气，酸，碱，盐，溶剂等）作用下产生损耗与破坏的过程，碱，盐，溶剂等）作用下产生损耗与破坏的过程 ，了防，了防止和减缓腐蚀破坏及其损伤，通过改变某些作用条件和影止和减缓腐蚀破坏及其损伤，通过改变某些作用条件和影响因素而阻断和控制腐蚀过程，由此所发展的方法、技术响因素而阻断和控制腐蚀过程，由此所发展的方法、技术及相应的工程实施成为防腐蚀工程技术。及相应的工程实施成为防腐蚀工程技术。 2 海水中的腐蚀因

2、素 在沿海地区，风电设备主要面临的是海洋大气腐蚀环在沿海地区，风电设备主要面临的是海洋大气腐蚀环境以及海水飞溅等引发的不同程度的腐蚀现象，因为境以及海水飞溅等引发的不同程度的腐蚀现象，因为一般沿海地区的风力发电设备都海面上、海岸和临海一般沿海地区的风力发电设备都海面上、海岸和临海地区，由于环境介质中的氯离子渗入到风电设备的周地区，由于环境介质中的氯离子渗入到风电设备的周围达到一定浓度后破坏钢铁的防腐层，引起风电塔架、围达到一定浓度后破坏钢铁的防腐层，引起风电塔架、风电叶片等锈蚀。氯离子与空气中的其他颗粒物在变风电叶片等锈蚀。氯离子与空气中的其他颗粒物在变压器金属外壳静电的作用下，在变压器表面形

3、成覆盖压器金属外壳静电的作用下，在变压器表面形成覆盖层，经过一系列的化学反应后使设备原有的强度遭到层，经过一系列的化学反应后使设备原有的强度遭到破坏，使设备不能达到设计运行要求，给设备安全运破坏，使设备不能达到设计运行要求，给设备安全运行带来严重后果。海洋大气与设备电气元件的金属物行带来严重后果。海洋大气与设备电气元件的金属物发生化学反应后发生化学反应后 使原有的电气性能下降，生成氧化物使原有的电气性能下降，生成氧化物使电气触点接触不良，它们将导致电气设备故障或毁使电气触点接触不良，它们将导致电气设备故障或毁坏，给风电场的安全、经济运行造成很大的影响坏，给风电场的安全、经济运行造成很大的影响

4、3.1 海上风力发电设备运行环境和腐蚀分析海上风力发电设备运行环境和腐蚀分析 在沿海地区，风电设备主要面临的海洋大气腐蚀环境以及海水在沿海地区，风电设备主要面临的海洋大气腐蚀环境以及海水飞溅等引发的不同程度的腐蚀现象，因为一般沿海地区的风力飞溅等引发的不同程度的腐蚀现象，因为一般沿海地区的风力发电设备都海面上、海岸和临海地区，由于环境介质中的氯离发电设备都海面上、海岸和临海地区，由于环境介质中的氯离子渗入到风电设备的周围到一定浓度后破坏钢铁的防腐层，引子渗入到风电设备的周围到一定浓度后破坏钢铁的防腐层，引起风电塔架、风电叶片等锈蚀。氯离子与空气中的其他颗粒物起风电塔架、风电叶片等锈蚀。氯离子与

5、空气中的其他颗粒物在变压器金属外壳静电的作用下，在变压器表面形成覆盖层，在变压器金属外壳静电的作用下，在变压器表面形成覆盖层，经过一系列的化学反应后使设备原有的强度遭到破坏，使设备经过一系列的化学反应后使设备原有的强度遭到破坏，使设备不能达到设计运行要求，给设备安全运行带来严重后果。海洋不能达到设计运行要求，给设备安全运行带来严重后果。海洋大气与设备电元件的金属物发生化学反应后使原有的电气性能大气与设备电元件的金属物发生化学反应后使原有的电气性能下降，生成氧化物使电气触点接触不良，它们将导致电气设备下降，生成氧化物使电气触点接触不良，它们将导致电气设备故障或毁坏，给风电场的安全、经济运行造成很

6、大的影响故障或毁坏，给风电场的安全、经济运行造成很大的影响3 海上风力发电机的防腐蚀海上风力发电机的防腐蚀 3.2:海洋建筑物部位划分（划分区域海洋建筑物部位划分（划分区域的目的是为了对不同区域采取不同的的目的是为了对不同区域采取不同的防腐蚀方法）防腐蚀方法） 3.3 海平面各区域腐蚀速率曲海平面各区域腐蚀速率曲线线 5 风机各部位防腐蚀风机各部位防腐蚀5.1风机水下基础风机水下基础; 主要指主要指 混凝土结构基础和钢结构基础。钢结构基础与普通混凝土结构基础和钢结构基础。钢结构基础与普通海洋工程的防腐蚀方法没有太大区别。其中浪溅区和水位变海洋工程的防腐蚀方法没有太大区别。其中浪溅区和水位变动区

7、域采用防腐涂层法，在预制场地预制完成后送进抛丸车动区域采用防腐涂层法，在预制场地预制完成后送进抛丸车间进行表面处理，达到表面粗糙度要求后按照涂装设计程序间进行表面处理，达到表面粗糙度要求后按照涂装设计程序依次完成设计厚度的底漆、中层漆、面漆喷涂，各层涂料分依次完成设计厚度的底漆、中层漆、面漆喷涂，各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。别采用环氧富锌底漆、聚酰胺环氧中间漆、聚氨酯面漆等。混凝土结构对防腐蚀的要求不高，主要影响因素是海水渗透混凝土结构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，程度也不太大，因此没有采取过多后对其中的钢筋的破坏，程度也不太

8、大，因此没有采取过多的措施。该类结构防腐蚀经验主要来源于沿海桥梁及港口工的措施。该类结构防腐蚀经验主要来源于沿海桥梁及港口工程，随着混凝土结构的腐蚀劣化事例增多，引起了行业的重程，随着混凝土结构的腐蚀劣化事例增多，引起了行业的重视，并对混凝土结构开始采取多种防护手段以保证其正常使视，并对混凝土结构开始采取多种防护手段以保证其正常使用。目前采取的多数为涂层防护技术用。目前采取的多数为涂层防护技术 首先机舱和轮毂的外壳采用玻璃钢材料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量轻，成本低。将这个外壳设计成一

9、个尽可能密闭的空间，再用带除湿功能的尽可能密闭的空间，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，从总体上改善腐蚀件的腐蚀防护要求，从总体上改善腐蚀状况。机舱关键部位防腐蚀状况。机舱关键部位防腐蚀5.2 机舱和轮毂机舱和轮毂 目前叶片多为玻璃纤维增强复合材料，基体材料为聚目前叶片多为玻璃纤维增强复合材料，基体材料为聚酯树脂或环氧树脂，这些材料除了强度高、易成形外酯树脂或环氧树脂，这些材料除了强度高、易成

10、形外，主要是耐腐蚀性强，从根本上解决了腐蚀的问题，主要是耐腐蚀性强，从根本上解决了腐蚀的问题，在陆地环境应用不存在问题。但是由于空气动力学对在陆地环境应用不存在问题。但是由于空气动力学对叶片转化风能的性能提出了严刻的要求，其表面光洁叶片转化风能的性能提出了严刻的要求，其表面光洁度以及流挂物会极大地影响转化效率，海上应用过程度以及流挂物会极大地影响转化效率，海上应用过程中发现潮湿空气中的盐分容易在叶片表面积聚，影响中发现潮湿空气中的盐分容易在叶片表面积聚，影响其转化效率，而且造成一定程度的腐蚀，为了解决这其转化效率，而且造成一定程度的腐蚀，为了解决这个问题，又在叶片表面增加了一层胶衣树脂，它具有

11、个问题，又在叶片表面增加了一层胶衣树脂，它具有较好的耐酸、耐碱、耐海水、耐盐雾、防紫外线老化较好的耐酸、耐碱、耐海水、耐盐雾、防紫外线老化等优良性能，且柔韧性非常好。等优良性能，且柔韧性非常好。 5.3风机叶片 6 国外防腐蚀设计由于国外此方面的研究较早，所以他们已由于国外此方面的研究较早，所以他们已经根据不同的腐蚀环境、不同的地域建立经根据不同的腐蚀环境、不同的地域建立了不同的有效经济的防腐涂装体系，目前了不同的有效经济的防腐涂装体系，目前国外富锌底漆使用最多的是环氧富锌底漆，国外富锌底漆使用最多的是环氧富锌底漆，这种漆不仅施工方便而且对底材处理要求这种漆不仅施工方便而且对底材处理要求相对较

12、低。美国使用水性无机富锌单层底相对较低。美国使用水性无机富锌单层底面合一，对涂装工艺要求比较高。从难修面合一，对涂装工艺要求比较高。从难修复性出发，德国近几年正在开发可自修复复性出发，德国近几年正在开发可自修复型风电塔外壁涂层，可自动修复机械划伤型风电塔外壁涂层，可自动修复机械划伤和风沙撞伤和风沙撞伤 海上风力发电防腐蚀技术存在的问题以及不足海上风力发电防腐蚀技术存在的问题以及不足虽然海洋环境给风力发电带来的防腐问题目前看来都有解决方案，虽然海洋环境给风力发电带来的防腐问题目前看来都有解决方案，但是有些解决方案付出的代价是巨大的，成本居高不下，有些解但是有些解决方案付出的代价是巨大的，成本居高

13、不下，有些解决技术还不太成熟，工艺繁杂，解决问题有点牵强。决技术还不太成熟，工艺繁杂，解决问题有点牵强。 但我们已但我们已经起步了，经起步了， 风场建设将成片进行，此时我们意识到：如果防腐风场建设将成片进行，此时我们意识到：如果防腐蚀问题处理不好，小则使个别风电机组故障频频，影响机组运转蚀问题处理不好，小则使个别风电机组故障频频，影响机组运转效率，大则使机组大面积故障，被迫拆除。所以，在利用原有的效率，大则使机组大面积故障，被迫拆除。所以，在利用原有的防腐蚀技术的同时，研究开发新的材料新的工艺来进行防腐蚀处防腐蚀技术的同时，研究开发新的材料新的工艺来进行防腐蚀处理，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蚀涂层其防腐年限可达新型重防腐蚀涂层其防腐年限可达 20 年以上，甚至可达到年以上，甚至可达到 50 年。既可以降低成本，又可以延长年。既可以降低成本，又可以延长风力使用年限，前景十分广阔风力使用年限，前景十分广阔 但可以肯定的是，在目前风电防护涂装体系供应但可以肯定的是，在目前风电防护涂装体系供应商中，国外品牌或公司占有绝对性的市场，运行商中，国外品牌或公司占有绝对性的市场，运行中的风电设施涂料几乎全部为进口或国外品牌，中的风电设施涂料几乎全部为进口或国外品牌，也均在设计期限内，但防护效果也存在缺陷，在也均在设计期限内，但防护效果也存在缺陷，在中国特殊环境条件下出现了中国特殊环境条件下出现了“水土不服水土不服”。国内。国内的涂装企业对风电设备的腐蚀环境缺乏针对性研的涂装企业对风电设备的腐蚀环