海上风电钢结构涂层防护体系的工程实践和修复产品的研究-第2页-北极星风力发电网

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2海上风电钢结构涂层防护体系的修复产品

海上风电钢结构常年处于高盐雾空气、强盐卤土壤及强腐蚀海水环境，如果没有严格的保护措施，风机设备和风力发电设施将会被严重的腐蚀，为了减少或消除这些环境对风电和钢结构的负面影响，需要研制出高性能、高耐候性新型防护材料，从而形成一套可行、合理、经济的防腐应用方案。目前，水下固化涂层和光固化涂层是已被研制出的实践效果较好的修复产品。

2.1水下固化涂层

海洋资源、海洋运输业和海上风电迅速发展的同时，也带来很多防腐防护方面的问题，如长期处于海水中的海上油气储罐、钻井平台、输送管线的钢铁桩、支撑装置等，会被海洋环境破坏钢结构本身防腐涂层。由于将该类装置转移至陆地维修的难度较大，因此需研制一类涂料可在水下直接涂装进行原位修复。再者，船舶在途中发生泄漏事件时，若有可用的水下固化涂层直接堵住漏洞，就能够及时维修，节约时间，减少维护费用。大型水利设施（如闸门、水库等）也需要水下固化涂料进行防腐防护。

2.1.1水下固化涂料的设计原则

1）可采用适宜涂料设备在水下对钢结构表面直接进行涂装；

2）可隔开水并直接附着于所涂钢结构表面，可于水下快速固化成膜；

3）良好的防腐蚀性能；

4）涂料可提供良好的底材湿润性；

5）可于水中对钢结构表面有极好的湿附着力；

6）有抗冲击、耐磨、抗渗性能。

2.1.2成膜机理

1）采用机械挤压的方式，排走水下钢结构表面的大部分水；

2）更易于附着在钢结构表面上的涂料组份把留在钢结构表面上的水吸进涂层；

3）涂料固化期间，排走涂层中的水；

4）涂层固化后，将紧紧地附于钢结构表面。

2.1.3基料的选择

环氧树脂泛指含有环氧基的高分子聚合物，其开环反应和不饱和聚酯的自由基反应受水影响较小，所以选用环氧树脂来制备水下固化涂料显得更有优势。环氧树脂分子中极性基团数量较大，易将钢结构表面的水分置换掉，且因为其聚合反应为开环聚合，固化后的体积收缩率较低，不到2%。环氧树脂可附着于不同类型底材，此外，采用该树脂较易合成无溶剂型超厚膜涂料，简化施工程序，更适合水下施工涂装。环氧树脂的防腐蚀性能极为优秀，所以适用于水下防腐防护涂料。但环氧树脂单独使用所形成的涂层脆性较大，为了降低环氧树脂的脆性，可以适量加入一些聚硫化合物作为增韧剂对环氧树脂进行改性，并将其作为成膜物的一部分，以提高涂料的韧性。

2.1.4硬化剂的选择

环氧树脂类水下涂料对硬化剂要求独特，其物理机械性能优异、黏度与固化速率适宜、便于在水下施工。环氧树脂可用各种胺类进行交联固化，因为环氧基可被氢原子或叔胺开环而本身起聚合作用。水下固化涂料是通常以胺类化合物为主。含—NH2的硬化剂可对基材形成强于水的分子间作用力，且易成盐，因此有利于涂层附着于金属表面，有效降低其他腐蚀因素的影响。

2.1.5颜填料的选择

水下施工涂料通常选用缓蚀、稳锈颜料，如亚硝酸盐、硅酸盐等，及防锈蚀与惰性颜料，如铝粉、石墨等；填料以惰性材料为主，如高岭石粉、重晶石粉等。使用该类填料，可压缩成本，同时，可有效控制涂层中颜料体积浓度、黏度，削弱涂层固化时的收缩力，维持附着效果。

2.1.6助剂的选择

水下涂层需要使用流平剂、润湿分散剂。因为涂层较厚、固化速度快，所以要求其可迅速实现涂层流平，并达到很好的流平效果。选取润湿分散剂时，要求其易于润湿涂料、提高涂层附着力。BYK-161、EFKA3600、德谦6800、BYK-P104、EFKA2722等都是很常规的选则。

2.1.7基本配方

基本配方见表1。

2.1.8涂料配制

按照配比将所选原料置于反应器中，快速搅拌使其均匀，然后在三辊轧机上研磨使其细度和黏度达标。

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