風(fēng)電裝備腐蝕分析與涂料防護綜述

甘肅酒泉是第一個開工建設(shè)的千萬千瓦級風(fēng)電基地項目，于2009年8月8日正式宣布啟動，一期規(guī)模380萬千瓦。甘肅省遼闊而狹長,風(fēng)能資源豐富，條件得天獨厚。甘肅風(fēng)電建設(shè)始于1997年6月的4臺300千瓦機組，到2008年已位列全國第7位（見圖1）。    圖1：全國及甘肅省的風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃（單位：萬kw）

    1.3．風(fēng)電裝備制造業(yè)
　　風(fēng)電裝備制造業(yè)是隨著風(fēng)電新能源的發(fā)展而快速成長起來的新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
　　風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)鏈一般包括原材料供應(yīng)商、零部件制造商、制造商、維修及認(rèn)證等。
　　風(fēng)電裝備由于受其本身的結(jié)構(gòu)、形狀、重量等限制，運輸成本占相當(dāng)大的比重，因此其零部件中的塔架和葉片工廠布局往往是靠近風(fēng)電場，出于競爭等考慮，整機制造工企業(yè)也大多分散在風(fēng)電場附近布局。
　　我國一些風(fēng)力資源豐富、具備一定工業(yè)和交通基礎(chǔ)或綜合實力較強的地方已經(jīng)形成了風(fēng)電裝備制造業(yè)體系或特色產(chǎn)品，比如甘肅酒泉、內(nèi)蒙古包頭、江蘇鹽城，比如天津、保定等等。在甘肅、內(nèi)蒙古、新疆、吉林、河北和江蘇的6大風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地之外，將計劃增加湖北恩施和吉林白城。
　　我國的風(fēng)電整機制造企業(yè)，按照累計裝機規(guī)模，金風(fēng)、華銳、東汽是第1梯隊，各自比例達到10%以上，其它包括浙江運達、航天安迅能、上海電氣、廣東明陽、湘電風(fēng)能、常州軌道新譽等，另外有一些新進入的企業(yè)如重慶海裝等，總數(shù)約70多家。葉片制造企業(yè)有中航惠騰、中復(fù)連眾、天津東汽、中材科技、天威葉片、華翼風(fēng)電、中能風(fēng)電等。與臺灣的合作也出現(xiàn)了新的進展。如果葉片的產(chǎn)能完全釋放，基本滿足1-2年內(nèi)整機制造企業(yè)的發(fā)展需求。
　　外資的風(fēng)電整機制造企業(yè)主要是Gamesa歌美薩、Vestas維斯塔斯、GE、Suzlon蘇司蘭、Nordex恩德等（大多同時生產(chǎn)葉片）。主要葉片制造企業(yè)是LM-艾爾姆。
　　由于大量資本的進入，風(fēng)電裝備制造業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)過熱的表征，成為當(dāng)前討論和分析的焦點之一，這從另外一個側(cè)面說明，風(fēng)電裝備制造業(yè)的競爭將加劇，而風(fēng)電機組的實際中標(biāo)價格也已經(jīng)開始下降，同時促進產(chǎn)品改進升級和國產(chǎn)化速度加快。
　　國家對風(fēng)電裝備的國產(chǎn)化有明確規(guī)定，這也是國內(nèi)風(fēng)電裝備制造業(yè)快速發(fā)展的基礎(chǔ)之一。
　　葉片是風(fēng)電設(shè)備中對化工原材料依賴最大的部件，環(huán)氧樹脂（及不飽和聚酯等）和玻璃纖維及其織物是其關(guān)鍵原材料，環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑、泡沫夾芯材料及葉片保護涂料是輔助原材料，這些產(chǎn)品剛剛列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）新材料技術(shù)領(lǐng)域“MW級風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪葉片原材料國產(chǎn)化”重點項目。
　　2.風(fēng)力發(fā)電裝備運行環(huán)境分析
　　從涂裝防護的角度，基礎(chǔ)及支撐結(jié)構(gòu)（塔架）、風(fēng)輪葉片及機艙罩和整流罩、發(fā)電機組、控制電氣設(shè)備、變壓器等部件是重點。
ISO 12944研究討論的是采用防護涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)進行防腐蝕保護方而的內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)給出了三個耐久性范圍：低(L ) ：2-5年，中等(M )：5-15年，高(H)：15年以上。耐久性是一個能夠幫助業(yè)主進行維修計劃的技術(shù)依據(jù)，在出現(xiàn)涂層褪色、粉化、污損、磨損、撕裂，或者出于美觀或其它原因，維修涂裝工作需要頻繁進行。
　　風(fēng)電機組面臨的是大氣腐蝕環(huán)境（劃分C1非常低、C2低、C3中等、C4高、C5-1很高(工業(yè))、C5-M很高(海洋)6個等級）、水和土壤腐蝕環(huán)境（Im1淡水、Im2海水或鹽水、Im3土壤）。這是目前風(fēng)電機組金屬表面防腐設(shè)計的主要依據(jù)。
　　大氣中磨損應(yīng)力(磨蝕)，可能因為風(fēng)挾帶的顆粒(例如砂粒)摩擦鋼結(jié)構(gòu)、葉片表而產(chǎn)生破壞，另外是水滴、冰雹、沙塵暴甚至飛鳥等較大物的撞擊破壞。這在沙漠戈壁風(fēng)電場塔架迎風(fēng)面及底部、風(fēng)電葉片表面、箱式落地變壓器迎風(fēng)側(cè)面比較常見和明顯，特別是葉片的葉尖速度在許多情況下超過70m/s,磨損會造成結(jié)構(gòu)破壞、效率下降和損失。