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海上風(fēng)電防腐
根據(jù)海上風(fēng)電機組所處環(huán)境的腐蝕特征，可采取針對性地防腐蝕措施。目前，在海上風(fēng)電防腐中應(yīng)用較多的是防腐蝕涂層、陰極保護技術(shù)，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(chǔ)防腐
鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)電基礎(chǔ)的防腐方法與海上平臺、鋼管樁等基本相同。浪花飛濺區(qū)和潮差區(qū)的基礎(chǔ)外表面，多采用防腐涂層加防護外套進行保護；全浸區(qū)和海泥區(qū)，則采用防腐涂層和陰極保護的聯(lián)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(jié)構(gòu)外壁進行保護，近年來研究發(fā)現(xiàn)，被人們忽視的單樁基礎(chǔ)鋼筒內(nèi)壁腐蝕非常嚴重，在設(shè)計施工時，應(yīng)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(chǔ)，為提高結(jié)構(gòu)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(qū)和潮差區(qū)結(jié)構(gòu)表面涂刷防腐涂料等加強保護。
2、塔架防腐
鋼結(jié)構(gòu)塔架處于海洋大氣環(huán)境中，經(jīng)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(yīng)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(lián)合保護的情況�？紤]到塔架外壁長期處于暴曬環(huán)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(nèi)壁，腐蝕相對較輕，且無紫外線老化問題，可采用海洋大氣環(huán)境中適用的普通防腐涂層體系，如環(huán)氧富鋅底漆和環(huán)氧類面漆，漆膜厚度也相對較薄。
3、風(fēng)機機艙及輪轂防腐
機艙和輪轂內(nèi)部包含了風(fēng)機的關(guān)鍵部件，也是防腐蝕的核心區(qū)域。因內(nèi)部部件較多，且涉及多個專業(yè)，若每個部件都采取較強的防腐蝕措施則會增加很多的成本，為控制成本，海上風(fēng)機廠商均采取了總體防腐結(jié)合關(guān)鍵部件加強防腐的解決方案。
（1）總體防腐
各部件盡可能與外界環(huán)境隔離以避免腐蝕是主體設(shè)計思路。將機艙設(shè)計成一個盡可能密閉的空間，通過鼓風(fēng)機等使內(nèi)部對外界形成正壓，阻止腐蝕性海洋大氣直接進入，很大程度上降低了機艙和輪轂內(nèi)部安裝的各類部件的腐蝕防護要求。
（2）關(guān)鍵部件加強防腐
機艙和輪轂里的結(jié)構(gòu)部件都不大，有主支撐底座，也有設(shè)備支架等，因部分結(jié)構(gòu)需要暴露在外面，而且是日常維護過程中很難觸及的位置，因此該類部件都設(shè)計為熱鍍鋅或者涂層加強防腐。機械部件主要包括主軸、聯(lián)軸器、齒輪箱、變槳齒輪等。
其中主軸連接面為機加工面，不做防腐，以保證平面度，暴露部位采用與結(jié)構(gòu)部件相同的防腐蝕方法；聯(lián)軸器為高彈性特殊材料，表面無法防腐，靠預(yù)留腐蝕余量法解決腐蝕問題；齒輪箱、偏航軸承以及變漿軸承的外部與結(jié)構(gòu)部件相同，內(nèi)部充填防腐潤滑油實現(xiàn)防腐；偏航齒輪與變槳齒輪因頻繁經(jīng)歷齒輪擬合，磨損較大，且需要潤滑，因此采用表面涂抹黃油實現(xiàn)隔離空氣和潤滑的雙重作用。
電氣部件主要包括發(fā)電機、變壓器、控制柜 / 開關(guān)柜、各類驅(qū)動電機等。提高設(shè)備外殼防護等級實現(xiàn)與空氣的隔離是電氣設(shè)備的重要防腐蝕手段。發(fā)電機是持續(xù)旋轉(zhuǎn)設(shè)備，必須持續(xù)高效散熱才能正常運行，如果發(fā)電機采用常規(guī)的密閉冷卻散熱系統(tǒng)，內(nèi)部構(gòu)造無需考慮防腐，只需要解決外部防腐問題即可；如果發(fā)電機無法從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)密閉冷卻散熱，定子鐵芯以及轉(zhuǎn)子線包的腐蝕問題就需要考慮，一般講鐵芯設(shè)計為耐腐蝕材料，而轉(zhuǎn)子線包則采用真空浸漆工藝配合氟硅橡膠材料加強防腐，工藝設(shè)計要求較高，以確保散熱和防腐達到一種平衡。
海上風(fēng)機的箱式變壓器一般采用干變，散熱方式也是直接空氣冷卻，采用絕緣樹脂澆注實現(xiàn)變壓器鐵芯防腐；控制柜 / 開關(guān)柜散熱量較小，因此采用提高防護等級隔絕空氣來實現(xiàn)整體防腐蝕，也有部分控制柜散熱量較大，通常采用柜體安裝小型空調(diào)控制柜內(nèi)溫度的方法，各類驅(qū)動電機的運轉(zhuǎn)頻率較低，且功率較小，采用密閉隔絕空氣的方法防止腐蝕，在外殼上增加散熱面積達到散熱要求。
4、葉片防腐
葉片防腐主要采取涂層法。《風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪葉片》（JB/T10194-2000）指出，“葉片在一定程度上暴露在腐蝕性環(huán)境條件下并且不容易接近。由于運行條件的原因，在許多情況下不可能重做防腐層，因此重視設(shè)計、材料選擇和防腐保護措施特別重要”。復(fù)合材料葉片應(yīng)采用膠衣保護層，但沒有相應(yīng)的指標規(guī)定。
目前葉片防腐涂料主要以進口為主，成本都比較高。 “MW級風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪葉片原材料國產(chǎn)化”的“863”計劃中，要求葉片表面保護涂料能提高葉片耐紫外老化、耐風(fēng)沙侵蝕以及耐濕熱、鹽霧腐蝕能力，適應(yīng)我國南北方不同極端氣候條件下風(fēng)電場使用需求，保證風(fēng)輪葉片 20 年的設(shè)計使用壽命，并沒有對海上腐蝕環(huán)境不同情況提出具體指標要求。因此，針對海上風(fēng)電葉片涂料，還需結(jié)合國外的應(yīng)用經(jīng)驗進一步完善相關(guān)標準。 |
