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4、叶片防腐
叶片防腐主要采取涂层法。《风力发电机组风轮叶片》(JB/T10194-2000)指出,“叶片在一定程度上暴露在腐蚀性环境条件下并且不容易接近。由于运行条件的原因,在许多情况下不可能重做防腐层,因此重视设计、材料选择和防腐保护措施特别重要”。复合材料叶片应采用胶衣保护层,但没有相应的指标规定。
目前叶片防腐涂料主要以进口为主,成本都比较高。 “MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”的“863”计划中,要求叶片表面保护涂料能提高叶片耐紫外老化、耐风沙侵蚀以及耐湿热、盐雾腐蚀能力,适应我国南北方不同极端气候条件下风电场使用需求,保证风轮叶片 20 年的设计使用寿命,并没有对海上腐蚀环境不同情况提出具体指标要求。因此,针对海上风电叶片涂料,还需结合国外的应用经验进一步完善相关标准。
上海东海大桥100MW海上风电场
海上风电防腐应注意的问题
根据近几年东海大桥海上风电场、江苏如东海上风电场的反馈,钢结构基础的腐蚀问题呈普遍性逐步增多趋势,主要体现在防腐方案不合理、涂层失效、阴极保护系统缺陷、防腐材料及施工质量不过关等方面, 因此, 在海上风电的防腐蚀设计、建造及运行维护等方面应注意以下问题:
1、设计标准问题
对于塔筒结构及钢桩基础的防腐,主要参照海洋工程钢结构的防腐方法, 国内外相关的标准规范较多, 目前最常用的如下 :
˙ ISO12944色漆和清漆--防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 ;
˙ISO20340 色漆和清漆 -- 用于近海建筑及相关结构的保护性涂料体系的性能要求;
˙NORSOKM501 表面处理和防护涂料;
˙DNV RP B401 阴极保护设计;
˙DNV OS J101 海上风电机组设计。
ISO 12944 是目前国际上应用最广泛的钢结构防腐蚀涂装规范,ISO 20340 和 NORSOK M501 对海上风电防腐蚀涂料体系的性能测试和施工技术等做出了规定。针对沿海及海上风电防腐,根据国内海上风电的发展现状,我国正在制订《沿海及海上风电机组防腐技术规范》,规范中对防腐涂层体系、阴极保护的设计、施工、检验及后期维护等都做出了明确规定,该规范发布实施后,将大大提升我国海上风电防腐作业管理水平。
2、施工质量问题
海上风电由于其特殊性,安装完成投入运行后,再进行涂层维护很难,且费用相当高,通常按 25 年的长期寿命进行涂层体系设计, 因此, 防腐涂料及施工质量要求也相对较高。 “三分涂料,七分施工”,选择了质量满足要求的涂料产品之后,涂层施工质量的好坏,就决定了最终的保护效果。表面处理是涂装工作的第一步,一般要求喷砂除锈达到 Sa2 级,同时对砂料、施工环境气候条件、压缩空气等都有相关规定,应严格执行。在表面处理达到要求后,方可进行涂装施工。应严格按照涂料使用说明书的要求进行储存、配料、施工,为保证质量,当湿度和温度条件不满足时,严禁施工。为方便施工监理,对每道涂层的颜色一般都有明确规定。
3、运行中的监检测问题
海上风电的钢结构基础通常采用涂层和阴极保护防腐,这种情况下,阴极保护系统运行效果如何,就需要通过监检测系统来获取相关信息进行判定。阴极保护无论是牺牲阳极还是外加电流方式,都需要安装参比电极、电流密度探头等,以获取保护电位、保护电流密度等信息。针对涂层和生物腐蚀问题,国外还有电化学阻抗、生物腐蚀、腐蚀速率等探头在海上风电的应用情况。所有探头信息通过数据采集仪定时记录,由于海上风电的特殊性,数据记录仪应具备网络接入功能,传感器的数据应能及时上传网络,并自动保存在监测系统或计算机中。
结语
海上风电是可再生新能源的重点发展领域,具有广阔发展前景。海上风电机组处于严苛的海洋腐蚀环境,为保证海上风电机组的长期安全运行,必须从设计、制造、安装及后期运行维护等各方面重视防腐蚀问题。
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