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海上風電的腐蝕與防護

2017-03-07 來源:《腐蝕防護之友》 瀏覽數(shù):3314

  
  3、潮差區(qū)
  
  鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的水下區(qū)與潮差區(qū)部分由于氧含量不同而形成氧濃差電池,潮差區(qū)部分由于供氧充分而成為宏觀電池的陰極區(qū),水下部分則變?yōu)殛枠O向陰極區(qū)提供保護電流,而使得潮差區(qū)部分腐蝕較輕。
  
  海洋生物能夠棲居在潮差區(qū)結(jié)構(gòu)的表面,如果附著生物均勻分布,會在結(jié)構(gòu)表面形成保護膜從而減輕腐蝕,如果局部附著,則會因供氧不同而導致附著物下面的鋼表面腐蝕嚴重。
  
  4、全浸區(qū)
  
  在全浸區(qū),以電化學和生物腐蝕為主,又分為淺水區(qū)(低潮位以下20~30米以內(nèi)) 、 大陸架全浸區(qū) (30~200米水深區(qū))和深水區(qū)(200 米以下)。
  
  淺水區(qū)海水流速大,存在近海化學和泥沙污染,溶解氧和二氧化碳處于飽和狀態(tài),生物活躍,水溫較高,是全浸區(qū)腐蝕較為嚴重的部分。
  
  隨著水深的增加,海水流速降低,水溫下降,含氣量降低,生物活動減少,腐蝕以電化學腐蝕為主,相對淺水區(qū)較輕。隨著深度進一步增大,壓力增大,礦物鹽的溶解量下降,水溫、含氣量、水流進一步降低。腐蝕以電化學腐蝕和應力腐蝕為主,相對較輕。
  
  5、海泥區(qū)
  
  海泥區(qū)位于全浸區(qū)以下,主要由海底沉積物構(gòu)成。海底沉積物的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和生物性質(zhì)隨海域和海水深度的不同而不同。海泥實際是飽和了海水的土壤,它既有土壤的腐蝕特點,又有海水的腐蝕行為。相對來講,海泥區(qū)的腐蝕較輕。當海泥中存在硫酸鹽還原菌時,它會在缺氧環(huán)境下生長繁殖,對鋼材造成比較嚴重的腐蝕。
  
  碳鋼在海洋環(huán)境中的不同區(qū)帶表現(xiàn)出不同的腐蝕特征,在海水中的腐蝕主要包括物理、化學和生物的影響,應結(jié)合不同的特征采取針對性地防腐蝕措施。  

  1.海泥區(qū) 2.全浸區(qū) 3.潮差區(qū) 4.浪花飛濺區(qū) 5.海洋大氣區(qū)

   
  海上風電防腐
  
  根據(jù)海上風電機組所處環(huán)境的腐蝕特征,可采取針對性地防腐蝕措施。目前,在海上風電防腐中應用較多的是防腐蝕涂層、陰極保護技術(shù),另外增加腐蝕余量、選用更耐蝕材料等也是解決腐蝕問題的可選方法。
  
  1、水下基礎(chǔ)防腐
  
  鋼結(jié)構(gòu)風電基礎(chǔ)的防腐方法與海上平臺、鋼管樁等基本相同。浪花飛濺區(qū)和潮差區(qū)的基礎(chǔ)外表面,多采用防腐涂層加防護外套進行保護;全浸區(qū)和海泥區(qū),則采用防腐涂層和陰極保護的聯(lián)合保護,其中陰極保護方法有犧牲陽極法、強制外加電流法。前面講到的均是對接觸海水及海洋大氣的鋼結(jié)構(gòu)外壁進行保護,近年來研究發(fā)現(xiàn),被人們忽視的單樁基礎(chǔ)鋼筒內(nèi)壁腐蝕非常嚴重,在設(shè)計施工時,應針對性地加強保護,如采用犧牲陽極陰極保護等。
  
  對于鋼筋混凝土基礎(chǔ),為提高結(jié)構(gòu)耐久性,通常采用高性能海工混凝土,通過加大鋼筋外保護層厚度、摻入阻銹劑等防止鋼筋銹蝕,必要時對浪花飛濺區(qū)和潮差區(qū)結(jié)構(gòu)表面涂刷防腐涂料等加強保護。
  
  2、塔架防腐
  
  鋼結(jié)構(gòu)塔架處于海洋大氣環(huán)境中,經(jīng)濟有效的防腐蝕解決方案是采用長壽命防腐涂層體系,其中應用較多的是有機或無機防腐涂層體系,也有采用金屬鍍層和防腐涂層聯(lián)合保護的情況。考慮到塔架外壁長期處于暴曬環(huán)境,面漆抗紫外線老化是重要指標,目前常用脂肪族聚胺酯面漆。
  
  塔架內(nèi)壁,腐蝕相對較輕,且無紫外線老化問題,可采用海洋大氣環(huán)境中適用的普通防腐涂層體系,如環(huán)氧富鋅底漆和環(huán)氧類面漆,漆膜厚度也相對較薄。
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