海上风电机组塔架防腐蚀关键质量控制研究

海上风电机组塔架防腐蚀关键质量控制研究

于振瀛

中广核工程有限公司  518119

摘要：海上风电机组塔架结构组成较为复杂，在长时间使用过程中面临严峻挑战。特别是各个海域温度以及湿度并不相同，塔架结构很容易产生腐蚀问题，如果不能够采取有效防腐措施进行处理，则会导致其使用性能大幅度下降，甚至会影响到整个系统。简要介绍海上腐蚀环境，分析海上风电机组搭建结构进行防腐工作重要意义，结合具体情况提出提升海上风电机组塔架防腐蚀工作质量策略，对于行业发展产生重要推动作用。

关键词：海上风电机组；防腐蚀；质量控制

引言

在经济快速发展过程中，对于能源需求量也在逐渐增大。我国高度重视利用海上风能进行发电问题，投入大量人力以及物力开展相关领域研究，也根据实际情况建设了很多海上风电机组。但是由于海上风电机组的运行环境较为复杂，风电机组塔架在长时间使用过程中，很容易产生腐蚀现象，如果得不到有效处理则会严重影响其使用质量，对于整个发电系统会造成重大损失。因此，应当对于海上风电机组塔架防腐蚀工作高度重视，积极研究相关策略提升防腐水平。

1关于海上腐蚀环境以及海上风力发电机组塔架防腐蚀的重要意义

1.1海上腐蚀环境

    在社会发展的过程中，不可再生的资源如煤炭和石油的消耗量不断增加，导致资源短缺的问题日益凸显，对地方经济的可持续发展造成了一定的压力[1]。这些传统能源在使用过程中会产生大量污染物，对环境造成破坏，同时也会加剧温室效应，对人类日常生活产生影响。因此，全球各国都在积极探索清洁能源的应用，以缓解能源紧缺的问题。在众多的清洁能源中，风能是一种广泛使用的绿色能源。通过风力发电方式可以有效利用风能，减少对传统能源的依赖，也能促进地方经济的发展。近年来，风力发电已经引起人们高度关注，成为可持续发展的重要方向之一。从宏观角度来看，海上的风能储量远高于陆地。然而，海上风电环境相对恶劣，由于日照时间较长以及湿度较高，会导致风力发电设备面临较为严重的腐蚀问题。这些设备长期处于这种环境中，会受到严重的物理和化学腐蚀影响。除此之外，海底存在大量的沉淀物，这些沉淀物会形成具有腐蚀性的土壤。如果风电机组的塔架长时间埋存于具有腐蚀性的土壤中，其钢材结构会受到严重腐蚀，整体强度也会大幅度下降。在腐蚀作用下，风电机组稳定性和使用寿命都会受到严重影响，不仅会影响到电力生产，还会增加维护和更换设备的成本。

1.2海上风力发电机组塔架防腐蚀的重要意义

根据实际情况，海上风力发电的技术要求明显高于陆地发电。这是由于海上风力发电需要应对复杂的海洋环境因素，包括海浪、潮汐和盐雾等。此外，由于建设和运营海上风力发电设施的成本相对较高，约为陆地发电的三倍，因此需要采用高效可靠的技术方案来降低成本和提高发电效率。在实施海上风力发电过程中，首要任务是进行基础设施建设，包括海底电缆、变电站和输电线路等。这些基础设施是实现电力转换和传输的关键，需要具备高度的稳定性和耐久性以应对海洋环境中的各种挑战[2]。此外，为应对突发情况，有关方面需要投入大量资金购买保险和维护设备，以确保海上风力发电设施的安全稳定运行。值得注意的是，折旧费用在海上风力发电机组建设过程中会随着海水深度的增加而变化。这主要是因为随着海水深度的增加，建设难度和成本也随之提高。为有效应对这一情况，有关方面需要采取一系列措施来降低成本并提高效率。例如，可以优化设计方案并采用新型材料等措施来降低建设成本；同时，还可以引入先进的维护和管理技术来提高设备的可靠性和使用寿命。综上所述，海上风力发电机组在实际运行过程中所处环境极为复杂，往往存在较大安全隐患。因此，有关方面需要充分认识到开展海上风力发电机组塔架防腐蚀工作重要意义，结合实际情况采取相应措施。

2提升海上风力发电机组塔架防腐蚀工作水平策略

2.1做好钢结构防腐工作

钢结构是海上风力发电机组关键部分，由于长期暴露在严寒、炎热、潮湿等极端环境条件下，易受腐蚀损害。这种损害可能导致钢结构强度下降，对风力发电机组的正常运行构成威胁[3]。因此，钢结构的防腐蚀问题在海上风力发电机组的运营和维护中显得尤为重要。

同时，钢结构的运营和维护管理开销相对较高，每次维修和养护过程需耗费大量资金。如果腐蚀问题不能得到及时有效的解决，可能会导致更大经济损失。因此，在开展风力发电机组防腐蚀工作时，必须高度重视钢结构的防腐蚀问题。

根据相关标准，要求钢结构表面所涂防腐蚀层寿命至少为20年，而风电机组寿命一般应超过25年。这就要求防腐蚀涂料不仅要有良好的防腐蚀性能，还要能够适应各种环境条件，如高温、低温、潮湿等。

在防腐蚀涂料设计过程中，必须考虑基层结构底漆是否能达到预期的防腐蚀效果。例如，塔筒外壁结构可选择常见防腐蚀材料，而中间层宜选用环氧云铁漆，以提升防腐蚀效果[4]。这种涂料的防腐蚀性能和使用寿命都得到了充分的验证，能够有效地保护钢结构免受腐蚀损害。

另外，塔筒梯子形状不规则，为防止盐雾腐蚀问题，可在其表面涂上霜复合涂层。该复合涂层具有很高的耐腐蚀性和耐磨性，能在一定程度上延长整个装置使用寿命。这种涂层材料的选择和使用，不仅能够提高设备的防腐蚀能力，还能有效地延长设备的使用寿命。

综上所述，海上风力发电机组的防腐蚀工作应重点关注钢结构的防腐蚀问题。通过合理的涂料选择和设计，可有效提高设备的防腐蚀能力，延长其使用寿命，从而确保风力发电过程的稳定和持续。

2.2做好包覆防腐工作

    在包覆材料选择过程中，要考虑到浪溅区和潮差区的不同特点，采用较为先进的包覆方式。根据现阶段技术发展情况来看，可以考虑运用复层矿质包覆防腐系统，该系统由4层紧密连接的保护层组成。每一层保护层都有较为独特的作用。在运用相关技术的过程中，要考虑到工程现场的实际情况。根据相关经验，矿脂防蚀膏属于包覆防腐技术的核心部分，该种物质能够有效阻止各种类型的腐蚀介质对于塔架本身的侵蚀。在这个过程中，还要重视密封缓冲层的设置问题。需要强调的是，矿脂防腐带冷缠技术也是一种较为先进的技术，防腐带由高密度材料组成，不同材料抗冲击力有所不同，在应用的过程中要考虑到风电结构所处海域的具体情况。从宏观角度来看，做好包覆防腐工作，有助于进一步延长塔架使用寿命，对于电力事业发展具有重要推动作用。

2.3做好外部连接部位的防腐蚀工作

在海上风力发电机组塔架建设过程中，往往需要大量高强度螺栓进行连接，如果这些螺栓出现腐蚀问题，则会严重影响整体结构安全性。因此，对于外露连接部位要高度重视，根据螺栓实际特点选择相应的防腐蚀涂层。在通常情况下，可以考虑在这些部位选用锌铬涂层，这种材料通常具备较为理想的防腐蚀效果。在安装过程中，要及时做好现场检查工作，确保各个工序符合相关标准。

结语

海上风力发电机组所处环境相对特殊，在塔架结构实际使用过程中，很多原因都有可能让结构产生腐蚀问题，如果这些腐蚀问题得不到有效处理，则会严重影响塔架结构使用寿命，对于整个工程建设也会形成严重阻碍。因此，有关方面要引起足够重视，要经过认真分析和讨论选择合适的防腐技术类型，通过相关防腐技术有效运用，降低设备产生腐蚀现象概率，确保海上风力发电机组能够发挥应有作用，不断提高风能利用率，为经济和社会可持续发展提供重要支持。

参考文献

[1]李桂林,朱锴年,朱振鑫.海上风电机组塔架防腐蚀关键质量控制[J].机电产品开发与创新,2023,36(05):121-124.

[2]回世翔,张冉,徐亚茜,李莹.海上风电机组桩基腐蚀防护研究进展[J].全面腐蚀控制,2023,37(09):8-13.

[3]周茂强,王振扬,沈晓雷,苏凯.大型海上风电机组简化建模方法在模态分析中的适用性研究[J].水力发电,2022,48(08):101-104+110.

[4]金方俊.面向半潜式海上风电机组的预设时间控制方法研究[D].重庆大学,2022.

[5]任伟,陈有登,谢志猛,安吉祥.海上风电防腐蚀研究现状与前景[J].应用能源技术,2022,(02):49-52.