解读海上风电的防腐蚀研究与应用现状

陈俊鹏

（中交第三航务工程局有限公司厦门分公司 福建厦门 361000）

0 引言

伴随当前全球气候变暖，而且环境不断恶化，再加上稀缺能源日益枯竭，需要高度重视清洁能源的开发与利用，从而能够保障人类与环境和平共处。然而，在陆地开发风电资源时，需要占用大规模的农业耕地，甚至会影响周边的生态环境。因此，有关企业需要注重海上风电能源的开发，并分析海上环境对风电开发各个环节的腐蚀原因，从而制定针对性防腐蚀对策，保障海上风电能源开发工作的顺利开展。

1 海上风电机组安装情况概述

由于我国当前海洋资源技术开发不断成熟，已经有多项技术能够试用到海上风电资源开发当中，而且其与陆地风电相比，海上风电具有一定的优势，同时能够保障资源开发的储量，再加上海上环境因素能够保障风速高、且稳定性好，不会受到鸟类、景观以及环境污染的影响，同时不会占用农业土地。其中中广核平潭大练岛海上风电场位于平潭大练、小练东北侧及白青东北侧，场址主要可以分为三块区域，首先一区总面积16.4km2，中心位置距离海坛岛3.7km，水深在5～20m之间，其中东北区域最深，此工程需要安装33台单机容量4MW风电机组；其次二区处于一区的西侧，总面积为6.3km2，据测量厘中心位置7.8km，水深在10～25m之间，根据实际要求，需要将10台风电机组安装到其区域，而且每台单机容量为5.5MW；最后三区在一区东侧位置，总面积8.6km2，中心距离海坛岛约2.4km，水深约10～25m左右，需要安装28台风电机组，每个机组容量为4MW；据统计可知，此次工程总装机容量为299MW；而且重桩为957t，同时需要使用顶柱直径为5.5m、驻地直径为6.3～6.8m以及72.6～84.6m长度的重桩。然而，由于在海上安装的过程中，会受多样化因素影响，同时需要考虑腐蚀性，进而对整体施工要求不断提高，需要得到有关工作人员的重视，确保能够实现充分掌握影响因素，并开展研究工作，提高海上风电机组安装的效率，为海上风电能源开发打下良好基础[1]。

2 海上风电设备的腐蚀与防护分析

2.1 风机水下基础

海上风电水下基础大多数都为钢筋混凝土结构，而且主要可以分为重力式与桩基式。但由于当前混凝土结构的腐蚀事故不断增多，因此在海上风电水下基础施工的过程中需要高度重视混凝土结构的应用，同时需要分析其危害要素，确保能够规范的保障混凝土结构符合水下基础施工。其中最主要的腐蚀现象为电化学腐蚀，主要原因是氯离子渗透到钢筋表面，导致其表面碱性保护膜被破坏，从而导致钢筋成为活化状态，在水下由于养分较为充足，活化钢金城阳极现象，进而产生电化学腐蚀，无法保障水下基础施工的整体质量。因此，有关企业需要重点研究阴极与阳极保护对策，并适当的添加缓蚀剂，确保能够全方面提高氯离子的渗透性与抗裂性，从而能够保障混凝土结构的质量。与此同时，有关企业工作人员还需要注重混凝土配方分析，确保能够运用聚合物更改混凝土的性质，有效降低氯离子在钢筋混凝土的迁移速率，从而充分发挥防腐蚀的作用。

2.2 塔筒钢结构的腐蚀防护对策

首先，若塔筒钢结构运用于海洋大气区部位时，则需要注重防护影响因素分析，从而能够合理的选择涂料防护方法，并严格遵守海上风电钢结构防护腐蚀标准，确保能够充分发挥涂料防护的效果，同时需要注重涂层厚度的选择。与此同时，还需要合理的运用扫描电镜、电化学阻抗技术对涂层防护进行检测，分析其纳米氧化锌浆的性能，并注重多样化涂料性能改进方法，提高纳米浆的聚氨酯涂料性能，确保其能够有效的运用到塔筒钢结构腐蚀防护方案当中。其次，若塔筒钢结构处于浪花飞溅的区域时，则需要事先分析浪花的高度，从而能够运用综合性防腐蚀方案。有关施工人员需要注重预留腐蚀裕量法的运用，从而能够全方面检查腐蚀速率以及构件的使用寿命，确保能够在此基础上增加金属材料厚度，全方面提高风电基础的使用寿命。不仅如此，在此阶段还可以运用热喷涂金属保护法，并合理的选择使用于海上风电施工的锌合金、铝合金等抗腐蚀性相对较高的材料[2]。

2.3 风机机舱的腐蚀防护对策分析

众所周知，风机机舱内部包含了风机的关键部件，需要得到有关工作人员的重视，确保能够合理的运用针对性防腐蚀方案，保障各个零件的顺利安装。因此，在实际开展防腐蚀研究与应用有关技术的过程中，需要事先分析关键零部件的实际情况并掌握结构部件，机械部件以及电气部件的使用情况，确保能够准确的掌握各个零部件数据，从而能够合理的运用润滑油，隔绝空气以及各项绝缘材料的运用，从而提高各个部件的耐腐蚀性，确保其实际运用的过程中不会受海上高腐蚀性所影响。

2.4 风机叶片防腐蚀对策

据实际调查，我国在实际开展海上风电机组安装的过程中，运用的风机叶片大多数为玻璃纤维增强复合材料，而且材料的基本组成结构有环氧树脂、聚酯树脂，其已经具备高强度的耐腐蚀性，从而能够解决海上高腐蚀的影响。然而，由于海上空气盐分相对较多，而且若盐分叶片表面聚集，则会影响风机的能量转换效率，从而会产生一定的腐蚀，甚至会降低风机叶片使用寿命。因此，需要全方面分析涂层技术的运用效果，并合理的将其涂抹在风机叶片上，同时需要控制涂层干膜厚度。而且还需要合理的将环氧耐磨剂与丙烯酸聚氨酯面漆等具有抗腐蚀性的材料运用到风机叶片表层涂抹。然而，仅靠防腐蚀以及原料的涂抹，并无法高效的防止受海上高腐蚀性影响，而是需要有关研究人员高度重视综合防腐蚀技术的探究，从而能够全方面提高防腐蚀技术的效果，确保其运用到海上风电能源开发，工作当中时能够充分发挥自身的作用与优势[3]。

3 结束语

总而言之，海上风电能源作为一种可再生绿色能源来讲，其具有较为广阔的发展前景，需要得到有关能源开发企业的重视。然而，在实际开展海上风电能源开发的过程中，由于海上环境具有一定的腐蚀性，各个设备在运用的过程中会严重受其影响。因此，必须要高度重视防腐蚀研究工作，并保障风电能源开发各个环节机组与设备能够不受腐蚀影响，从而能够正常运行。与此同时，还需要进一步研究全面的腐蚀监测技术，确保能够实时监测影响风电能源开发的因素，从而制定针对性防腐蚀方案，适用于海上风电发展的需求。