解讀海上風(fēng)電的防腐蝕研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

陳俊鵬

（中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門(mén)分公司 福建廈門(mén) 361000）

0 引言

伴隨當(dāng)前全球氣候變暖，而且環(huán)境不斷惡化，再加上稀缺能源日益枯竭，需要高度重視清潔能源的開(kāi)發(fā)與利用，從而能夠保障人類(lèi)與環(huán)境和平共處。然而，在陸地開(kāi)發(fā)風(fēng)電資源時(shí)，需要占用大規(guī)模的農(nóng)業(yè)耕地，甚至?xí)绊懼苓叺纳鷳B(tài)環(huán)境。因此，有關(guān)企業(yè)需要注重海上風(fēng)電能源的開(kāi)發(fā)，并分析海上環(huán)境對(duì)風(fēng)電開(kāi)發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的腐蝕原因，從而制定針對(duì)性防腐蝕對(duì)策，保障海上風(fēng)電能源開(kāi)發(fā)工作的順利開(kāi)展。

1 海上風(fēng)電機(jī)組安裝情況概述

由于我國(guó)當(dāng)前海洋資源技術(shù)開(kāi)發(fā)不斷成熟，已經(jīng)有多項(xiàng)技術(shù)能夠試用到海上風(fēng)電資源開(kāi)發(fā)當(dāng)中，而且其與陸地風(fēng)電相比，海上風(fēng)電具有一定的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能夠保障資源開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)量，再加上海上環(huán)境因素能夠保障風(fēng)速高、且穩(wěn)定性好，不會(huì)受到鳥(niǎo)類(lèi)、景觀以及環(huán)境污染的影響，同時(shí)不會(huì)占用農(nóng)業(yè)土地。其中中廣核平潭大練島海上風(fēng)電場(chǎng)位于平潭大練、小練東北側(cè)及白青東北側(cè)，場(chǎng)址主要可以分為三塊區(qū)域，首先一區(qū)總面積16.4km2，中心位置距離海壇島3.7km，水深在5～20m之間，其中東北區(qū)域最深，此工程需要安裝33臺(tái)單機(jī)容量4MW風(fēng)電機(jī)組；其次二區(qū)處于一區(qū)的西側(cè)，總面積為6.3km2，據(jù)測(cè)量厘中心位置7.8km，水深在10～25m之間，根據(jù)實(shí)際要求，需要將10臺(tái)風(fēng)電機(jī)組安裝到其區(qū)域，而且每臺(tái)單機(jī)容量為5.5MW；最后三區(qū)在一區(qū)東側(cè)位置，總面積8.6km2，中心距離海壇島約2.4km，水深約10～25m左右，需要安裝28臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，每個(gè)機(jī)組容量為4MW；據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，此次工程總裝機(jī)容量為299MW；而且重樁為957t，同時(shí)需要使用頂柱直徑為5.5m、駐地直徑為6.3～6.8m以及72.6～84.6m長(zhǎng)度的重樁。然而，由于在海上安裝的過(guò)程中，會(huì)受多樣化因素影響，同時(shí)需要考慮腐蝕性，進(jìn)而對(duì)整體施工要求不斷提高，需要得到有關(guān)工作人員的重視，確保能夠?qū)崿F(xiàn)充分掌握影響因素，并開(kāi)展研究工作，提高海上風(fēng)電機(jī)組安裝的效率，為海上風(fēng)電能源開(kāi)發(fā)打下良好基礎(chǔ)[1]。

2 海上風(fēng)電設(shè)備的腐蝕與防護(hù)分析

2.1 風(fēng)機(jī)水下基礎(chǔ)

海上風(fēng)電水下基礎(chǔ)大多數(shù)都為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而且主要可以分為重力式與樁基式。但由于當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕事故不斷增多，因此在海上風(fēng)電水下基礎(chǔ)施工的過(guò)程中需要高度重視混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，同時(shí)需要分析其危害要素，確保能夠規(guī)范的保障混凝土結(jié)構(gòu)符合水下基礎(chǔ)施工。其中最主要的腐蝕現(xiàn)象為電化學(xué)腐蝕，主要原因是氯離子滲透到鋼筋表面，導(dǎo)致其表面堿性保護(hù)膜被破壞，從而導(dǎo)致鋼筋成為活化狀態(tài)，在水下由于養(yǎng)分較為充足，活化鋼金城陽(yáng)極現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，無(wú)法保障水下基礎(chǔ)施工的整體質(zhì)量。因此，有關(guān)企業(yè)需要重點(diǎn)研究陰極與陽(yáng)極保護(hù)對(duì)策，并適當(dāng)?shù)奶砑泳徫g劑，確保能夠全方面提高氯離子的滲透性與抗裂性，從而能夠保障混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。與此同時(shí)，有關(guān)企業(yè)工作人員還需要注重混凝土配方分析，確保能夠運(yùn)用聚合物更改混凝土的性質(zhì)，有效降低氯離子在鋼筋混凝土的遷移速率，從而充分發(fā)揮防腐蝕的作用。

2.2 塔筒鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)對(duì)策

首先，若塔筒鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用于海洋大氣區(qū)部位時(shí)，則需要注重防護(hù)影響因素分析，從而能夠合理的選擇涂料防護(hù)方法，并嚴(yán)格遵守海上風(fēng)電鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，確保能夠充分發(fā)揮涂料防護(hù)的效果，同時(shí)需要注重涂層厚度的選擇。與此同時(shí)，還需要合理的運(yùn)用掃描電鏡、電化學(xué)阻抗技術(shù)對(duì)涂層防護(hù)進(jìn)行檢測(cè)，分析其納米氧化鋅漿的性能，并注重多樣化涂料性能改進(jìn)方法，提高納米漿的聚氨酯涂料性能，確保其能夠有效的運(yùn)用到塔筒鋼結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)方案當(dāng)中。其次，若塔筒鋼結(jié)構(gòu)處于浪花飛濺的區(qū)域時(shí)，則需要事先分析浪花的高度，從而能夠運(yùn)用綜合性防腐蝕方案。有關(guān)施工人員需要注重預(yù)留腐蝕裕量法的運(yùn)用，從而能夠全方面檢查腐蝕速率以及構(gòu)件的使用壽命，確保能夠在此基礎(chǔ)上增加金屬材料厚度，全方面提高風(fēng)電基礎(chǔ)的使用壽命。不僅如此，在此階段還可以運(yùn)用熱噴涂金屬保護(hù)法，并合理的選擇使用于海上風(fēng)電施工的鋅合金、鋁合金等抗腐蝕性相對(duì)較高的材料[2]。

2.3 風(fēng)機(jī)機(jī)艙的腐蝕防護(hù)對(duì)策分析

眾所周知，風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)部包含了風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵部件，需要得到有關(guān)工作人員的重視，確保能夠合理的運(yùn)用針對(duì)性防腐蝕方案，保障各個(gè)零件的順利安裝。因此，在實(shí)際開(kāi)展防腐蝕研究與應(yīng)用有關(guān)技術(shù)的過(guò)程中，需要事先分析關(guān)鍵零部件的實(shí)際情況并掌握結(jié)構(gòu)部件，機(jī)械部件以及電氣部件的使用情況，確保能夠準(zhǔn)確的掌握各個(gè)零部件數(shù)據(jù)，從而能夠合理的運(yùn)用潤(rùn)滑油，隔絕空氣以及各項(xiàng)絕緣材料的運(yùn)用，從而提高各個(gè)部件的耐腐蝕性，確保其實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中不會(huì)受海上高腐蝕性所影響。

2.4 風(fēng)機(jī)葉片防腐蝕對(duì)策

據(jù)實(shí)際調(diào)查，我國(guó)在實(shí)際開(kāi)展海上風(fēng)電機(jī)組安裝的過(guò)程中，運(yùn)用的風(fēng)機(jī)葉片大多數(shù)為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，而且材料的基本組成結(jié)構(gòu)有環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂，其已經(jīng)具備高強(qiáng)度的耐腐蝕性，從而能夠解決海上高腐蝕的影響。然而，由于海上空氣鹽分相對(duì)較多，而且若鹽分葉片表面聚集，則會(huì)影響風(fēng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率，從而會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕，甚至?xí)档惋L(fēng)機(jī)葉片使用壽命。因此，需要全方面分析涂層技術(shù)的運(yùn)用效果，并合理的將其涂抹在風(fēng)機(jī)葉片上，同時(shí)需要控制涂層干膜厚度。而且還需要合理的將環(huán)氧耐磨劑與丙烯酸聚氨酯面漆等具有抗腐蝕性的材料運(yùn)用到風(fēng)機(jī)葉片表層涂抹。然而，僅靠防腐蝕以及原料的涂抹，并無(wú)法高效的防止受海上高腐蝕性影響，而是需要有關(guān)研究人員高度重視綜合防腐蝕技術(shù)的探究，從而能夠全方面提高防腐蝕技術(shù)的效果，確保其運(yùn)用到海上風(fēng)電能源開(kāi)發(fā)，工作當(dāng)中時(shí)能夠充分發(fā)揮自身的作用與優(yōu)勢(shì)[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，海上風(fēng)電能源作為一種可再生綠色能源來(lái)講，其具有較為廣闊的發(fā)展前景，需要得到有關(guān)能源開(kāi)發(fā)企業(yè)的重視。然而，在實(shí)際開(kāi)展海上風(fēng)電能源開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，由于海上環(huán)境具有一定的腐蝕性，各個(gè)設(shè)備在運(yùn)用的過(guò)程中會(huì)嚴(yán)重受其影響。因此，必須要高度重視防腐蝕研究工作，并保障風(fēng)電能源開(kāi)發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)機(jī)組與設(shè)備能夠不受腐蝕影響，從而能夠正常運(yùn)行。與此同時(shí)，還需要進(jìn)一步研究全面的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)，確保能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)影響風(fēng)電能源開(kāi)發(fā)的因素，從而制定針對(duì)性防腐蝕方案，適用于海上風(fēng)電發(fā)展的需求。