海上风电油漆防腐解决方案
一、海上风电在我国的发展现状
随着气候变暖,环境恶化以及化石能源的日益枯竭,发展清洁能源显得尤为重要。我国风资源十分丰富,路上离地面10m高度风能资源总储量为4.35*106MW,其中技术可开发量为3*105MW,在陆上离地面50m高度,技术可开发量高达8*105MW。而且风电又是目前技术最成熟、最具规模化开发条件和最具商业化发展前景的新能源。
1.1 海上风电优势
1)海上风资源储量丰富,风速高,且稳定性好;
2)环境污染小,受鸟类、景观、电磁波、噪声等问题的限制较少;
3)不占用耕地面积,对于耕地面积紧缺的沿海城市,较适合发展海上风电。
二、海上风电难题 ———— 风电机组的腐蚀与防护
然而在海洋风能的开发和利用过程中,与陆地风电相比,会遇到许多不同的更复杂的技术难题。海上风电机组的腐蚀与防护问题就是其中的难点之一。
海上风电处于恶劣的海洋环境,不仅存在高湿度、高盐雾等腐蚀问题,还存在物理性的碰撞损伤,如漂浮物,浮冰的撞击,船舶的停靠。海上风电场从基础结构到塔筒,机舱,各类机械零部件,风机的叶片等都要面临严重的海洋腐蚀问题。
三、海上风电的腐蚀环境分析
根据实际情况,将海洋环境分为5个区,包括海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区、海底泥土区。按照IOS12944-2,大气区处于CX的海洋大气腐蚀,浪花飞溅区、海水潮差区和海水全浸区处于IM2的海水腐蚀环境。
3.1海洋大气区
在大气区域,腐蚀是由于空气中的水分和氧气引起的。大气湿度大,长时间日照,而且大气中含盐粒和盐雾,这些物质积存在结构表面形成良好的液膜,构成了电化学腐蚀的好条件,受到的腐蚀是陆地的数倍。尤其是甲板下部,长期处于潮湿地带,是该区腐蚀最为严重的地方。
3.2 浪花飞溅区
平台在潮汐和波浪作用下干湿交替的区间。是在海洋环境中腐蚀最严重的部位。由于经常成潮湿表面,又与空气接触,表面供氧充足。长时间润湿表面与短时间干燥表面的交替作用和浪花冲刷、漂浮物的撞击,海洋微生物的侵蚀等,造成物理与电化学为主的腐蚀破坏,且破坏最大。
3.3海水潮差区
海水潮差区的钢铁表面经常与饱和了空气的海水接触,由于潮流的作用,钢铁表面的腐蚀会加剧。
3.4海水全浸区
飞溅区以下泥土中以上部分。 钢铁在全浸区的腐蚀主要是受溶解氧的影响,形成电化学腐蚀。浅海腐蚀可能比海洋大气中更迅速,深海区的氧含量往往比表层低得多,水温近于0℃,腐蚀较轻。
3.5 海底泥土区
平台完全插入海底泥土中部分。存在硫酸盐和还原菌等细菌,海底沉积物的来源及特征不一。这个区域平台受海水影响少,且温度低,腐蚀程度小,只是在海流作用交界处有一定腐蚀。
全浸区和泥浆区的钢结构一般采用阴极保护措施防止腐蚀。
四、海上风电各部件的腐蚀环境分析
风机主要分为叶片,机舱,塔筒等部位,其中风机叶片,机舱处于海洋大气环境,而塔筒所处的区域较为复杂,包括海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区、海底泥土区。因此,塔筒是海上风电腐蚀防护的最重要和复杂的部位。
五、海上风电油漆防腐方案
5.1塔筒外表面
腐蚀环境 | CX 具有高含盐度和高湿度的海上区域 | |||
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使用寿命 | 25年以上 | |||
表面处理 | 喷砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
涂装部位 | 塔筒外表面 | |||
油漆涂层 | 产品名称 | 产品英文名称 | 配比 | 干膜 |
第一道 | 梦能环氧富锌底漆 | DreamZinc 80 SZ | 3:7 | 80μm |
第二道 | 梦能环氧云铁中间漆 | DreamCover 350 SZ | 5:1 | 180μm |
第三道 | 梦能聚氨酯面漆 | DreamCover 550 SZ | 5:1 | 60μm |
总厚度 | 320μm |
5.2塔筒内表面
腐蚀环境 | C5 高含盐度的沿海区域 | |||
---|---|---|---|---|
使用寿命 | 15年以上 | |||
表面处理 | 喷砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
涂装部位 | 塔筒内表面 | |||
油漆涂层 | 产品名称 | 产品英文名称 | 配比 | 干膜 |
第一道 | 梦能环氧富锌底漆 | DreamZinc 80 SZ | 3:7 | 60μm |
第二道 | 梦能环氧云铁中间漆 | DreamCover 350 SZ | 5:1 | 100μm |
第三道 | 梦能聚氨酯面漆 | DreamCover 550 SZ | 5:1 | 80μm |
总厚度 | 240μm |
5.3塔架——潮差区和飞溅区
该区域常年处于干湿交替的状态,又经受海浪的冲刷和海生物的腐蚀,所以该区域为腐蚀最严重的区域。
腐蚀环境 | ISO 12944-2 Im2;没有阴极保护的浸入式结构 | |||
---|---|---|---|---|
使用寿命 | 25年以上 | |||
表面处理 | 喷砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
涂装部位 | 塔架 | |||
油漆涂层 | 产品名称 | 产品英文名称 | 配比 | 干膜 |
第一道 | 梦能环氧玻璃鳞片底漆 | DreamCover 152 | 5:1 | 750μm |
第二道 | 梦能环氧玻璃鳞片面漆 | DreamCover 152 | 5:1 | 750μm |
总厚度 | 1500μm |
5.4 塔架-全浸区和海泥区
腐蚀环境 | ISO 12944-2 Im2 & Im3,部分浸水 | |||
---|---|---|---|---|
使用寿命 | 25年以上 | |||
表面处理 | 喷砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
涂装部位 | 塔架 | |||
油漆涂层 | 产品名称 | 产品英文名称 | 配比 | 干膜 |
第一道 | 梦能环氧漆 | DreamCover 105 SZ | 5:1 | 500μm |
总厚度 | 500μm |
5.5 轮毂、底座、动轴和定轴
腐蚀环境 | C5 高含盐度的沿海区域 | |||
---|---|---|---|---|
使用寿命 | 15年以上 | |||
表面处理 | 喷砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
涂装部位 | 底座 | |||
油漆涂层 | 产品名称 | 产品英文名称 | 配比 | 干膜 |
第一道 | 梦能环氧富锌底漆 | DreamZinc 80 SZ | 3:7 | 60μm |
第二道 | 梦能环氧云铁中间漆 | DreamCover 350 SZ | 5:1 | 100μm |
第三道 | 梦能聚氨酯面漆 | DreamCover 550 SZ | 5:1 | 80μm |
总厚度 | 240μm |
5.6 齿轮箱内壁
腐蚀环境 | 润滑油浸泡、高温 | |||
---|---|---|---|---|
使用寿命 | 15年以上 | |||
表面处理 | 喷砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
涂装部位 | 齿轮箱 | |||
油漆涂层 | 产品名称 | 产品英文名称 | 配比 | 干膜 |
第一道 | 梦能无溶剂环氧漆 | DreamCover 152 | 4:1 | 125μm |
第二道 | 梦能无溶剂环氧漆 | DreamCover 152 | 4:1 | 125μm |
总厚度 | 250μm |
腐蚀环境 | C5 高含盐度的沿海区域 | |||
---|---|---|---|---|
使用寿命 | 15年以上 | |||
表面处理 | 喷砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
涂装部位 | 齿轮箱 | |||
油漆涂层 | 产品名称 | 产品英文名称 | 配比 | 干膜 |
第一道 | 梦能环氧富锌底漆 | DreamZinc 80 SZ | 3:7 | 60μm |
第二道 | 梦能环氧云铁中间漆 | DreamCover 350 SZ | 5:1 | 100μm |
第三道 | 梦能聚氨酯面漆 | DreamCover 550 SZ | 5:1 | 80μm |
总厚度 | 240μm |