摘要：相比于陆上风电，海上风电所处环境更为复杂，海洋大气区高湿度、高盐雾、长日照，浪花飞溅区干湿交替，水下区海水浸泡、生物附着等，腐蚀环境非常苛刻，这给海上风电设备的腐蚀防护带来了严峻挑战。海洋腐蚀不仅会缩短机组运营寿命，给海上风电机组带来巨大安全隐患，而且也会大大增加海上风电的建设投资和运行维护成本。因此，防腐蚀是海上风电必须考虑的问题，防腐蚀设计也因此成为海上风电场设计的重要环节之一。 关键词：海上风电；防腐蚀；应用
前言碟形螺母
海上风电设备包括基础结构、塔筒、叶片及机舱等主要部件，具有建设难度大、施工维护成本高及满足安全服役20年的寿命要求，但是同时要面临冻融损坏、环境载荷、强风、沙尘、冰霜、雨雪、高盐雾、高湿度等腐蚀介质的侵蚀，以及漂浮物、船舶、浮冰、海浪等物质的撞击，还有动植物、微生物的附着问题，这些问题大大增加了设备的腐蚀率、破坏了风机的整体结构、缩短了服役寿命及大量的经济和环境方面的损失。因此，加强荷载能力及基础结构的防腐技术成为研究的重点，对提高其全寿命周期的安全平稳运行具有重要价值。
1海上风电机组腐蚀情况
1.1腐蚀环境分类
海水是一种腐蚀性很强的电解质溶液，主要由溶解质液体、气体和固体物质三部分组成，其中96%-97%由水组成，3%-4%由溶解于水中的各种元素和其他物质组成。海洋腐蚀问题相当的复杂，因为各海区环境因素不同，所以其腐蚀规律也不同，从海上风电场设施腐蚀的角度以及与海水的接触情况来看，可将海洋环境分为海洋大气区、浪溅区、潮汐区、全浸区和海泥区五个不同的腐蚀区带。其中海洋大气区日照长、湿度大、盐雾浓度高，金属表面易形成电解液薄膜层，盐雾中的cl-容易穿过薄膜到达金属表面，进而发生电化学腐蚀；浪溅区干湿交替，供氧量充足，在太阳辐射、海盐、氧气等因素的综合作用下，腐蚀速率比其他区域高3-10倍，约为0.3-0.5mm／a；潮差区处于平均高潮位和低潮位之间，作为氧浓差电池的阴极而受到保护，腐蚀速率相对较低，但钢材表面易附着生物，从而诱发局部腐蚀；全浸区海水流速大，生物活跃，主要以电化学腐蚀为主，其腐蚀速率与含氧量（即海水深度）相关；海泥区既有土壤腐蚀特性，又存在海水腐蚀行为，但因其含氧量很低，一般受腐蚀程度相对较低。柴油脱
1.2防腐机理
目前针对海上风电腐蚀情况，一般采用的防腐蚀措施有：涂层防护、复层包覆技术（PTC）、阴极保护、预留腐蚀余量等。
（1）涂层防腐机理涂料是一种表面处理的方法，可有效将钢材与腐蚀环境物理隔离，从而防止钢表面发生腐蚀，是目前应用最广泛、最实用的海洋防腐方法。在防腐涂料设计中需要遵循的一个基本原则就是：基层材料底漆需要拥有较强的附着能力以及防腐能力，中间漆需与面漆及底漆结合牢固，屏蔽效果好，防止水汽、氧等腐蚀性介质渗透，面漆则需要良好的耐候性、耐腐蚀、耐老化性能等。但该方法的缺点是在受到外力碰撞作用下，涂层容易破损，且海上维修难度较大，修补效果不佳。
（2）复层包覆防腐机理包覆防腐体系主要由矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层和增强玻璃钢保护罩组成。其中，防蚀膏、防蚀带之中含有能够对腐蚀介质侵蚀的缓释成分；密封缓冲层和防蚀保护罩主要起隔绝海水、耐冲击、抵御机械损伤的作用。该方法对于外附件或异型节点较多的部位存在一定的施工难度，施工工序较多，费用较高。
（3）阴极保护防腐机理阴极保护主要是针对处于海面以下的海上风电基础，可分为外加电流的阴极保护（即通过给风电基础强制外加电流，使之阴极极化）和牺牲阳极的阴极保护（即使钢管桩与电位更负的活泼金属进行电连接）两种。目前，国内应用更多的是牺牲阳极的阴极保护法，该方法无需外加辅助电源，杂电流干扰小，使用范围较广。国外有较多风场采用了外加电流的阴极保护法，该方法相比于前者能够实现电流的可调可控可监测。
鼠尾粟（4）预留腐蚀裕量预留腐蚀裕量即根据年平均腐蚀速率以及风机设计寿命年限来适当增加钢板材料的厚度，这种方法简单实用，但是会增加风机重量，且钢材浪费严重，经济性较差，一般仅作为辅助手段。
2海上风电防腐技术
2.1涂层防腐
涂层防腐是利用成膜材料在设备表面形成致密的膜与外界环境分隔，减少设备的腐蚀程度，是目前碳钢设备最常用的防腐手段，包括涂料防腐和金属镀层，ISO012944.5标准中明确了涂料的耐久性，高、中、低的耐久性分别为大于15、5～15、2～5年。涂层的作用
有：（1）屏蔽作用，涂层可有效防止腐蚀介质透过界面；（2）钝化作用，可在风电设备表层生成钝化膜；（3）电阻作用，涂层是绝缘的可抑制阴极放电及阳极的溶解，并保持稳定；（4）阴极保护作用，涂层中含有的活泼金属作为阳极，设备作为阴极被保护；（5）缓蚀作用，以上几种作用有效防止或减弱腐蚀的形成，加强了缓蚀作用。但该法的局限性是易产生点蚀损坏、维修难度大，需要多种涂层联合使用或与其他方法结合使用，向着水性化、高固体分、低挥发性有机物、高膜厚、保光保性等方向发展。
2.2阴极保护防腐
阴极保护防腐用在处于海水、土壤两种介质中的钢管桩上，包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法，可有效控制碳钢的全面和局部腐蚀，但不能控制已发生的局部腐蚀。阴极保护防腐经由被保护的金属作为阴极，失电子减少，起到防腐作用。金属浸润于海水中，由于表层分布不均导致产生大量的微阳极、微阴极。在阳极区金属表面产生电流进入海水电解质中发生腐蚀，而在阴极区电流经电解质传到金属中，降低腐蚀速率。所以其原理大致是补充电子到金属设备所在的电极上，金属整体呈电子过剩状态，并存在于设备各区域，使整个金属设备呈同样的负电位，大大降低原子变成离子进入电解质的概率。
那么金属与电解质接触的表层每一点都需要有电流流入来补充大量电子，则因腐蚀而失去电子的每个微阳极会得到补充，可降低腐蚀速率。
小电流选线2.3复层包覆防腐
复层包覆防腐体系包括防蚀膏、防蚀带、缓冲层及最外层的防蚀保护罩。防蚀膏中含有防锈剂和锈转化剂，是一种有粘性的均匀膏状物，可覆盖于碳钢设备上，位于复层包覆防腐体系最内部，可形成完整的保护膜，充填腐蚀坑，隔绝氧气、水等腐蚀环境，兼具防锈、除锈、缓蚀的作用。其中铁锈转化剂分为单宁酸型和磷酸型，单宁酸和锈层中的铁离子作用生成一层不溶性的保护膜，磷酸和铁锈反应生成稳定的磷酸盐钝化膜，黏附于金属表层保护设备。防蚀带通常采用浸润防腐材料的聚酯纤维的无纺布，其成分、性能与防蚀膏几乎类似，具有耐候性、耐化学品、粘附力强、可塑性强、加强防腐及不易开裂固化等特点，可与防蚀膏结合为一体，使得碳钢结构形成密闭环境，起到密闭阻隔的作用，对腐蚀环境提供缓冲作用。防护罩是由玻璃纤维增强材料构成，具有稳定性高、防腐性能佳、机械性能良好、耐冲击、耐热、耐久、耐磨及重量小等优点，可与碳钢表面紧密贴合，形成密封环境，高效杜绝或减弱腐蚀的发生。
结束语
随着我国海上风电开发和利用的速度加快，迫切需要结合我国的实际情况深入开展海上风电机组的腐蚀防护等关键性技术研究，同时加快海上风电机组腐蚀与防护技术的应用探索，从而助力海上风电产业的健康发展。
参考文献：
玻璃瓶网[1]赵茂川.海上风机分区腐蚀及防护措施[J].科学咨询(科技·管理),2014(2):31-32.
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