海上光伏產(chǎn)業(yè)處于初級階段，明顯制約其規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，亟待突破關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)瓶頸。目前，國內(nèi)固定式海上光伏主要以水面、灘涂和近岸為主，尚無離岸5 km以上光伏項(xiàng)目，國內(nèi)漂浮式光伏主要以湖面及水庫光伏為主。據(jù)國家海洋技術(shù)中心海洋能發(fā)展中心表示，我國大陸海岸線長1.8萬km，按照理論研究，可安裝海上光伏的海域面積約為71萬平方千米。按照1/1000的比例估算，可安裝海上光伏裝機(jī)規(guī)模超過70GW。截至2022年5月，我國確權(quán)海上光伏用海項(xiàng)目共28個(gè)，累計(jì)確權(quán)面積共16.58平方千米，浙江7.71平方千米領(lǐng)銜。政策順勢而為，助力海上光伏發(fā)展。其中山東示范性項(xiàng)目申報(bào)開啟了海上光伏規(guī)模化前景。除我國三大涉海法律外，浙江、天津、遼寧、山東、海南均針對海上光伏出臺相關(guān)規(guī)定。本研究針對海上光伏的腐蝕環(huán)境，針對不同區(qū)域的腐蝕特點(diǎn)，通過對比試驗(yàn)與實(shí)證試驗(yàn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)腐蝕方案，為海上光伏結(jié)構(gòu)的防腐壽命周期提供安全保障。

一、光伏現(xiàn)場大模塊實(shí)證實(shí)驗(yàn)

實(shí)證試驗(yàn)以國電投海陽HG34近海樁基式海上光伏實(shí)證項(xiàng)目為對象，針對海洋特殊腐蝕環(huán)境，結(jié)合海上防腐相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及過往案例，設(shè)計(jì)涂裝方案。光伏桁架部分區(qū)域純鍍鋅，部分區(qū)域設(shè)計(jì)鍍鋅+防腐涂層的保護(hù)方案；管樁設(shè)計(jì)防腐涂層+犧牲陽極的保護(hù)方案。管樁按逆時(shí)針方向?qū)︿摴軜哆M(jìn)行①到④編號，如圖1所示。

圖 1海上光伏桁架及鋼管樁結(jié)構(gòu)示意圖

桁架整體涂裝方案如表1所示。

表 1 海上光伏桁架（大氣區(qū)）防腐蝕方案

鋼管樁涂裝及陰極保護(hù)方案如表2所示。

表 2 海上光伏鋼管樁防腐蝕方案

依據(jù)上述方案，海上光伏桁架及鋼管樁在碼頭進(jìn)行了涂裝施工，并成功下水安裝，如圖2所示。

圖2 海上光伏實(shí)證試驗(yàn)現(xiàn)場

本實(shí)證試驗(yàn)的桁架及管樁在經(jīng)歷180 d的海洋環(huán)境試驗(yàn)后，對海上現(xiàn)場的腐蝕情況進(jìn)行勘察。結(jié)果顯示：四根鋼管樁表觀好，無腐蝕；桁架處鍍鋅+防腐涂層區(qū)域表觀完好，無腐蝕；桁架處純鍍鋅區(qū)域已出現(xiàn)銹蝕痕跡。

二、桁架方案對比試驗(yàn)

在現(xiàn)場光伏大規(guī)模試驗(yàn)的同時(shí)，為驗(yàn)證桁架防腐方案的可靠性，使用桁架截取的小樣和同材質(zhì)試驗(yàn)鋼板進(jìn)一步對防腐效果進(jìn)行試驗(yàn)評價(jià)。試驗(yàn)方案如表3所示。

表 3 海上光伏桁架樣板防腐對比方案

試驗(yàn)所用鍍鋅小樣為現(xiàn)場桁架截取，鍍鋅厚度為105μm；3#鍍鋅+涂層設(shè)計(jì)為105μm鍍鋅層、60μm鍵合型環(huán)氧連接漆、120μm鍵合型環(huán)氧中間漆、80μm高耐候脂肪族聚氨酯面漆；4#涂層設(shè)計(jì)為80μmJ專用環(huán)氧底漆、200μm鍵合型環(huán)氧中間漆、80μm高耐候脂肪族聚氨酯面漆。試驗(yàn)中，耐熱鹽水試驗(yàn)環(huán)境為60℃、3.5%氯化鈉溶液，耐鹽霧試驗(yàn)環(huán)境為鹽霧試驗(yàn)箱中標(biāo)準(zhǔn)鹽霧環(huán)境。鍍鋅+涂層方案以及涂層方案實(shí)驗(yàn)依據(jù)JTS153-2015《水運(yùn)工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計(jì)。

經(jīng)過一段時(shí)間后的各方案樣品表觀情況如圖3-圖6所示。

圖3 對比試驗(yàn)-方案一噴砂鋼板

圖4 對比試驗(yàn)-方案二鍍鋅桁架樣品

圖5 對比試驗(yàn)-方案三鍍鋅+涂層桁架樣品

圖6 對比試驗(yàn)-方案四噴砂鋼板+涂層

由圖3-圖6可明顯看出，無鍍鋅、無涂層的樣板在168 h鹽霧和168 h熱鹽水環(huán)境下腐蝕嚴(yán)重，因此在桁架的焊接部位（此處無鍍鋅無涂層防腐）極易出現(xiàn)腐蝕；有鍍鋅、無涂層的小樣在900 h鹽霧和920 h熱鹽水環(huán)境下已開始腐蝕，因此桁架若僅使用鍍鋅涂層，遠(yuǎn)不能達(dá)到20 a的防腐需求；方案三及方案四試樣在1822 h熱鹽水和1793 h鹽霧的環(huán)境下，其表觀始終保持完好無銹跡。此對比試驗(yàn)說明，純鍍鋅樣件無法滿足海洋環(huán)境防腐要求，鍍鋅+涂層或純涂層的防腐蝕性能遠(yuǎn)高于純鍍鋅。

三、初步擬定方案

3.1鋼樁涂層防腐方案對比推薦

現(xiàn)場實(shí)證試驗(yàn)中，鋼管樁采用了兩種防腐涂層方案，分別是環(huán)氧重防腐涂料（刮涂型）、環(huán)氧玻璃鱗片涂料（噴涂型），兩種方案在施工效果及180 d的現(xiàn)場海洋環(huán)境勘測中均滿足要求。兩種涂層防腐方案的相關(guān)參數(shù)對比如表4所示。

表 4 海上光伏鋼管樁涂層防腐方案對比

在兩種鋼樁涂層防腐方案中，環(huán)氧重防腐涂料（刮涂型）有以下幾項(xiàng)優(yōu)勢：更加生態(tài)環(huán)保；耐磨性較好；損耗率較低；后期修補(bǔ)無需專業(yè)噴涂設(shè)備，簡單方便；平均附著力更好，達(dá)到17 MPa左右。綜上所述，鋼管樁防腐涂層推薦使用環(huán)氧重防腐涂料（刮涂型）。

3.2鋼樁陰極保護(hù)防腐方案

傳統(tǒng)陽極Zn元素含量太高，在近海環(huán)境下使用存在污染環(huán)境隱患，且近些年國家對海洋環(huán)境要求日益提高，傳統(tǒng)型陽極在環(huán)保理念上不符合發(fā)展需求。目前，國內(nèi)近海鋼結(jié)構(gòu)物陰極保護(hù)大多采用Al-Zn-In系傳統(tǒng)型犧牲陽極，其成分符合DNV-RP-401或者GB/T4948的成分，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Zn含量在2.5%-7%，大多數(shù)供貨陽極的鋅含量范圍在4%-6%之間。溶解之后若在部分水域富集，會對水產(chǎn)養(yǎng)殖和海生物造成不利影響。因此，運(yùn)用適用于海上光伏鋼管樁的低鋅型鋁合金犧牲陽極材料，以及與之相適應(yīng)的陰極保護(hù)技術(shù)，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。鑒于此，推薦環(huán)保型低鋅環(huán)境友好型鋁合金犧牲陽極。

3.3桁架防腐方案對比推薦

鋼桁架防腐方案中，鍍鋅、鍍鋅+防腐涂層、純涂層3種方案在施工及其他方面的對比如表5所示。

表 5 海上光伏鋼桁架防腐方案對比

3種鋼桁架防腐方案對比可知：

（1）在蝕環(huán)境為C5,IM4，耐久性H條件下，105μm熱浸鋅防護(hù)體系遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，缺少標(biāo)準(zhǔn)支撐；

（2）該桁架結(jié)構(gòu)采取現(xiàn)場焊接方式，電焊過程中電弧溫度在6000～8000℃左右，熔滴平均溫度達(dá)到2000℃，金屬鍍層被大量破壞，且現(xiàn)場無法修補(bǔ)。使用涂層防腐，焊點(diǎn)處可隨時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，簡單方便；

（3）若采用整體涂層涂裝模式會出現(xiàn)以下隱患：絕大多數(shù)為小型構(gòu)件，噴砂耗時(shí)量大且產(chǎn)出效率低，噴砂效率難以達(dá)到工期；除銹工藝需要和涂裝工藝高度匹配，除銹工序完成的構(gòu)件需要立刻進(jìn)行涂裝處理。工藝可控性低，極易產(chǎn)生返銹；

（4）采用鍍鋅+涂層方案，可優(yōu)化施工工藝，保證涂裝質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低施工成本；并可根據(jù)工程期限要求，調(diào)整涂層性能，選用快干型配套，配合產(chǎn)線烘干系統(tǒng)，最大程度提升涂料和施工效率，滿足項(xiàng)目工期綜上所述，桁架防腐推薦使用鍍鋅+雙瑞涂層防腐方案。

四、結(jié)語

在雙碳背景下，海上光伏領(lǐng)域?qū)切履茉窗l(fā)展的必由之路，海上光伏構(gòu)件的腐蝕防護(hù)是維護(hù)其大規(guī)模安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。通過本文對海上光伏鋼桁架及鋼管樁的防腐措施試驗(yàn)及分析，選擇推薦除最優(yōu)防腐方案，為海上光伏全壽命周期提供安全保障。

五、夢能服務(wù)與支持

1、免費(fèi)樣品

如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用，請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項(xiàng)目：驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。

用于維修項(xiàng)目：驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補(bǔ)：提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。

申請用量：在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。

2、免費(fèi)打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測試，請與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢能科技營銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)

夢能對技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì)，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn)，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購買通道

零售：購買50kg以內(nèi)，線上購買，抖店直接下單購買。

工廠業(yè)務(wù)：長期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測、開具13%專用發(fā)票

貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務(wù)支持，項(xiàng)目保護(hù)。

業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)院：提供防腐方案設(shè)計(jì)、性能檢測、施工方案、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。

涂裝施工：提供解決方案、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。