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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:3323

  
  3、潮差區
  
  鋼結構基礎的水下區與潮差區部分由于氧含量不同而形成氧濃差電池,潮差區部分由于供氧充分而成為宏觀電池的陰極區,水下部分則變為陽極向陰極區提供保護電流,而使得潮差區部分腐蝕較輕。
  
  海洋生物能夠棲居在潮差區結構的表面,如果附著生物均勻分布,會在結構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
  
  在全浸區,以電化學和生物腐蝕為主,又分為淺水區(低潮位以下20~30米以內) 、 大陸架全浸區 (30~200米水深區)和深水區(200 米以下)。
  
  淺水區海水流速大,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,生物活躍,水溫較高,是全浸區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
  
  海泥區位于全浸區以下,主要由海底沉積物構成。海底沉積物的物理性質、化學性質和生物性質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,海泥區的腐蝕較輕。當海泥中存在硫酸鹽還原菌時,它會在缺氧環境下生長繁殖,對鋼材造成比較嚴重的腐蝕。
  
  碳鋼在海洋環境中的不同區帶表現出不同的腐蝕特征,在海水中的腐蝕主要包括物理、化學和生物的影響,應結合不同的特征采取針對性地防腐蝕措施。  

  1.海泥區 2.全浸區 3.潮差區 4.浪花飛濺區 5.海洋大氣區

   
  海上風電防腐
  
  根據海上風電機組所處環境的腐蝕特征,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,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、水下基礎防腐
  
  鋼結構風電基礎的防腐方法與海上平臺、鋼管樁等基本相同。浪花飛濺區和潮差區的基礎外表面,多采用防腐涂層加防護外套進行保護;全浸區和海泥區,則采用防腐涂層和陰極保護的聯合保護,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構外壁進行保護,近年來研究發現,被人們忽視的單樁基礎鋼筒內壁腐蝕非常嚴重,在設計施工時,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,為提高結構耐久性,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和潮差區結構表面涂刷防腐涂料等加強保護。
  
  2、塔架防腐
  
  鋼結構塔架處于海洋大氣環境中,經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合保護的情況。考慮到塔架外壁長期處于暴曬環境,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。
  
  塔架內壁,腐蝕相對較輕,且無紫外線老化問題,可采用海洋大氣環境中適用的普通防腐涂層體系,如環氧富鋅底漆和環氧類面漆,漆膜厚度也相對較薄。
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