解讀海上風電的防腐蝕研究與應用現狀

陳俊鵬

（中交第三航務工程局有限公司廈門分公司 福建廈門 361000）

0 引言

伴隨當前全球氣候變暖，而且環境不斷惡化，再加上稀缺能源日益枯竭，需要高度重視清潔能源的開發與利用，從而能夠保障人類與環境和平共處。然而，在陸地開發風電資源時，需要占用大規模的農業耕地，甚至會影響周邊的生態環境。因此，有關企業需要注重海上風電能源的開發，并分析海上環境對風電開發各個環節的腐蝕原因，從而制定針對性防腐蝕對策，保障海上風電能源開發工作的順利開展。

1 海上風電機組安裝情況概述

由于我國當前海洋資源技術開發不斷成熟，已經有多項技術能夠試用到海上風電資源開發當中，而且其與陸地風電相比，海上風電具有一定的優勢，同時能夠保障資源開發的儲量，再加上海上環境因素能夠保障風速高、且穩定性好，不會受到鳥類、景觀以及環境污染的影響，同時不會占用農業土地。其中中廣核平潭大練島海上風電場位于平潭大練、小練東北側及白青東北側，場址主要可以分為三塊區域，首先一區總面積16.4km2，中心位置距離海壇島3.7km，水深在5～20m之間，其中東北區域最深，此工程需要安裝33臺單機容量4MW風電機組；其次二區處于一區的西側，總面積為6.3km2，據測量厘中心位置7.8km，水深在10～25m之間，根據實際要求，需要將10臺風電機組安裝到其區域，而且每臺單機容量為5.5MW；最后三區在一區東側位置，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臺風電機組，每個機組容量為4MW；據統計可知，此次工程總裝機容量為299MW；而且重樁為957t，同時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長度的重樁。然而，由于在海上安裝的過程中，會受多樣化因素影響，同時需要考慮腐蝕性，進而對整體施工要求不斷提高，需要得到有關工作人員的重視，確保能夠實現充分掌握影響因素，并開展研究工作，提高海上風電機組安裝的效率，為海上風電能源開發打下良好基礎[1]。

2 海上風電設備的腐蝕與防護分析

2.1 風機水下基礎

海上風電水下基礎大多數都為鋼筋混凝土結構，而且主要可以分為重力式與樁基式。但由于當前混凝土結構的腐蝕事故不斷增多，因此在海上風電水下基礎施工的過程中需要高度重視混凝土結構的應用，同時需要分析其危害要素，確保能夠規范的保障混凝土結構符合水下基礎施工。其中最主要的腐蝕現象為電化學腐蝕，主要原因是氯離子滲透到鋼筋表面，導致其表面堿性保護膜被破壞，從而導致鋼筋成為活化狀態，在水下由于養分較為充足，活化鋼金城陽極現象，進而產生電化學腐蝕，無法保障水下基礎施工的整體質量。因此，有關企業需要重點研究陰極與陽極保護對策，并適當的添加緩蝕劑，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構的質量。與此同時，有關企業工作人員還需要注重混凝土配方分析，確保能夠運用聚合物更改混凝土的性質，有效降低氯離子在鋼筋混凝土的遷移速率，從而充分發揮防腐蝕的作用。

2.2 塔筒鋼結構的腐蝕防護對策

首先，若塔筒鋼結構運用于海洋大氣區部位時，則需要注重防護影響因素分析，從而能夠合理的選擇涂料防護方法，并嚴格遵守海上風電鋼結構防護腐蝕標準，確保能夠充分發揮涂料防護的效果，同時需要注重涂層厚度的選擇。與此同時，還需要合理的運用掃描電鏡、電化學阻抗技術對涂層防護進行檢測，分析其納米氧化鋅漿的性能，并注重多樣化涂料性能改進方法，提高納米漿的聚氨酯涂料性能，確保其能夠有效的運用到塔筒鋼結構腐蝕防護方案當中。其次，若塔筒鋼結構處于浪花飛濺的區域時，則需要事先分析浪花的高度，從而能夠運用綜合性防腐蝕方案。有關施工人員需要注重預留腐蝕裕量法的運用，從而能夠全方面檢查腐蝕速率以及構件的使用壽命，確保能夠在此基礎上增加金屬材料厚度，全方面提高風電基礎的使用壽命。不僅如此，在此階段還可以運用熱噴涂金屬保護法，并合理的選擇使用于海上風電施工的鋅合金、鋁合金等抗腐蝕性相對較高的材料[2]。

2.3 風機機艙的腐蝕防護對策分析

眾所周知，風機機艙內部包含了風機的關鍵部件，需要得到有關工作人員的重視，確保能夠合理的運用針對性防腐蝕方案，保障各個零件的順利安裝。因此，在實際開展防腐蝕研究與應用有關技術的過程中，需要事先分析關鍵零部件的實際情況并掌握結構部件，機械部件以及電氣部件的使用情況，確保能夠準確的掌握各個零部件數據，從而能夠合理的運用潤滑油，隔絕空氣以及各項絕緣材料的運用，從而提高各個部件的耐腐蝕性，確保其實際運用的過程中不會受海上高腐蝕性所影響。

2.4 風機葉片防腐蝕對策

據實際調查，我國在實際開展海上風電機組安裝的過程中，運用的風機葉片大多數為玻璃纖維增強復合材料，而且材料的基本組成結構有環氧樹脂、聚酯樹脂，其已經具備高強度的耐腐蝕性，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較多，而且若鹽分葉片表面聚集，則會影響風機的能量轉換效率，從而會產生一定的腐蝕，甚至會降低風機葉片使用壽命。因此，需要全方面分析涂層技術的運用效果，并合理的將其涂抹在風機葉片上，同時需要控制涂層干膜厚度。而且還需要合理的將環氧耐磨劑與丙烯酸聚氨酯面漆等具有抗腐蝕性的材料運用到風機葉片表層涂抹。然而，僅靠防腐蝕以及原料的涂抹，并無法高效的防止受海上高腐蝕性影響，而是需要有關研究人員高度重視綜合防腐蝕技術的探究，從而能夠全方面提高防腐蝕技術的效果，確保其運用到海上風電能源開發，工作當中時能夠充分發揮自身的作用與優勢[3]。

3 結束語

總而言之，海上風電能源作為一種可再生綠色能源來講，其具有較為廣闊的發展前景，需要得到有關能源開發企業的重視。然而，在實際開展海上風電能源開發的過程中，由于海上環境具有一定的腐蝕性，各個設備在運用的過程中會嚴重受其影響。因此，必須要高度重視防腐蝕研究工作，并保障風電能源開發各個環節機組與設備能夠不受腐蝕影響，從而能夠正常運行。與此同時，還需要進一步研究全面的腐蝕監測技術，確保能夠實時監測影響風電能源開發的因素，從而制定針對性防腐蝕方案，適用于海上風電發展的需求。