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2019-11-29 浏览量:

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
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


5.7齿轮箱外壁
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