海上風(fēng)電機組矗立在海洋中，而海洋環(huán)境是一種極其復(fù)雜的腐蝕環(huán)境。在這種環(huán)境中，海水本身是一種強的腐蝕介質(zhì)，同時波、浪、潮、流又對金屬構(gòu)件產(chǎn)生低頻往復(fù)應(yīng)力和沖擊，加上海洋微生物、附著生物及它們的代謝產(chǎn)物等都對腐蝕過程產(chǎn)生直接或間接的加速作用。對于使用鋼材料的風(fēng)電設(shè)備而言，“抗腐蝕”成為海上風(fēng)電運行后最大的考驗。目前，海上風(fēng)電運維人員對防腐的重視程度認(rèn)識不高，因為水下鋼結(jié)構(gòu)看不見摸不著，覺得離形成重大隱患較遠(yuǎn)，殊不知危險已悄然存在；另一方面，對海上防腐知識欠缺，兩者疊加起來，形成了防腐“說起來重要做起來次要”的局面。但防腐越早治理，對設(shè)備的后期運維越好，所以海上鋼結(jié)構(gòu)的防腐十分重要。

一、海上風(fēng)機鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕機理

1、腐蝕環(huán)境

腐蝕是材料在環(huán)境作用下發(fā)生變質(zhì)并導(dǎo)致破壞的過程。幾乎所有材料的使用過程中，在環(huán)境作用下都會發(fā)生腐蝕。引起材料腐蝕的環(huán)境有兩類：一類是自然環(huán)境，如大氣、海水和土壤等；另一類是非自然環(huán)境，如酸、堿、鹽及其他工業(yè)生產(chǎn)中的介質(zhì)等，也稱工業(yè)環(huán)境。金屬材料在自然環(huán)境中的腐蝕過程，實質(zhì)上就是金屬在腐蝕介質(zhì)中通過電化學(xué)反應(yīng)被氧化成正的化學(xué)價態(tài)，這也就是金屬腐蝕的電化學(xué)本質(zhì)。

2、海上風(fēng)機鋼結(jié)構(gòu)腐蝕區(qū)域劃分

海上風(fēng)機矗立在海上，基礎(chǔ)和塔筒是處于海洋環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)，在海洋中的腐蝕行為情況隨其暴露條件的不同而發(fā)生很大的變化。從腐蝕角度上一般將海洋環(huán)境自上而下劃分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)（包括淺海區(qū)、大陸架區(qū)和深海區(qū)）和海底泥土區(qū)5個腐蝕區(qū)帶。風(fēng)電設(shè)備一般運行在海洋大氣區(qū)內(nèi)，主要以潮的大氣腐蝕為主，不同區(qū)域的腐蝕速率存在著明顯差別。浪花飛濺區(qū)的腐蝕速率最高，潮差區(qū)次之。

鋼結(jié)構(gòu)在大氣中的腐蝕機理

3、腐蝕機理

鋼結(jié)構(gòu)在常溫下的大氣腐蝕，主要是由于暴露在常溫大氣環(huán)境中使用，受空氣中的水分和其他污染物的化學(xué)、電化學(xué)的作用而引起的腐蝕。這種腐蝕是在金屬表面極薄的一層水膜下進(jìn)行的，這些水膜或是由于水分的直接沉降或者由于大氣溫度的突然變化而產(chǎn)生的凝露。這些水膜中又能溶入大氣中的氣體（如O2、CO2、SO2、H2S等）、鹽類、塵土及其他污染物，再加上生產(chǎn)制造、運輸及使用過程中人為污染因素，所有這些都會共同作用提高水膜的導(dǎo)電性而促進(jìn)腐蝕過程的加速，當(dāng)金屬表面形成連續(xù)的電解液層時，便形成電化學(xué)腐蝕過程。

一方面，含O2水膜中由于氧的去極化作用產(chǎn)生吸氧腐蝕，其總的反應(yīng)公式為：

2Fe+O2+2H2O=4Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

整個過程表現(xiàn)為陰極得電子O2+2H2O+4e→4OH-，在陽極鐵被氧化成Fe2+，F(xiàn)e-2e→Fe2+，形成Fe(OH)3，脫水為Fe2O3，這是形成紅褐色的鐵銹的主要成分。

另一方面，金屬表面電解質(zhì)溶液中會溶有一定量的CO2、SO2、H2S等，加上水的電離便產(chǎn)生析氫反應(yīng)，即：

H2O=H++OH-

CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-

鐵及其雜質(zhì)在H+、OH-、HCO3-等離子溶液中形成腐蝕電池，F(xiàn)e-2e→Fe2+，F(xiàn)e2++2OH-=Fe(OH)2，水膜中的H?從陰極中獲得電子生成H2放出，即2H++2e→H2。產(chǎn)物Fe(OH)2繼續(xù)氧化形成的Fe(OH)3及脫水后形成Fe2O3。

上述進(jìn)行的腐蝕表明，金屬都是作為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)而遭受到腐蝕，整個過程具有由以下三個環(huán)節(jié)組成：

(1) 在陽極金屬失去電子變成金屬離子進(jìn)入溶液，F(xiàn)e-2e→Fe2+；

(2) 電子由陽極流向陰極；

(3) 在陰極，流來的電子被溶液中能吸收電子的物質(zhì)接受生成還原物質(zhì)（2H++2e→H2，O?+2H2O+4e→40H-）。

在這三個環(huán)節(jié)中進(jìn)行最慢的一個環(huán)節(jié)將決定整個腐蝕過程的速度。

4、影響鋼結(jié)構(gòu)大氣腐蝕的環(huán)境因素

大氣的相對濕度：由于大氣腐蝕是一種發(fā)生在液膜下的電化學(xué)反應(yīng)，空氣中水分在金屬表面凝聚而產(chǎn)生水膜，和空氣中氧氣通過水膜抵達(dá)金屬表面是發(fā)生大氣腐蝕的基本條件，水膜的形成與大氣中的相對濕度相關(guān)，故空氣中相對濕度是影響大氣腐蝕的主要因素之一。金屬表面形成水膜所需相對濕度的最低值稱為腐蝕臨界濕度，當(dāng)大氣的相對濕度超過臨界濕度時，其腐蝕速度會快速增加。表面潤濕時間：金屬表面能引起大氣腐蝕的電解質(zhì)膜，以吸附或液態(tài)膜形式覆蓋在金屬表面的時間稱為表面潤濕時間，實際上就是金屬表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕的時間。表面潤濕時間越長，腐蝕總量就越大。氣溫：大氣溫度及其變化是影響大氣腐蝕的重要因素。因為它影響金屬表面水蒸氣的凝聚、水膜中各種腐蝕氣體和鹽類的溶解度、水膜的電阻以及腐蝕電化學(xué)反應(yīng)的速度。溫度的影響需與大氣的相對濕度綜合起來考慮。

5、海洋微生物腐蝕

微生物腐蝕是指微生物附著在金屬、合金等復(fù)合材料表面形成生物膜，影響金屬表面的電化學(xué)過程。微生物腐蝕主要是一些細(xì)菌作用。腐蝕性的細(xì)菌種類很多，但分布廣、作用大的腐蝕性細(xì)菌都與自然界的硫元素相關(guān)，其中主要的是硫化細(xì)菌和硫酸鹽還原菌。海洋細(xì)菌不管在有氧環(huán)境中還是無氧狀態(tài)下，都對金屬有腐蝕作用。

二、海上風(fēng)機鋼結(jié)構(gòu)防腐措施

1、耐候鋼

耐腐蝕性能優(yōu)于一般結(jié)構(gòu)用鋼的鋼材稱為耐候鋼。工程實踐中，耐候鋼不涂裝就可以使用，是極好的結(jié)構(gòu)用材，并且可以將鋼結(jié)構(gòu)（如橋梁）壽命期內(nèi)的總費用降到最低。

2、熱浸鍍鋅技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)熱浸鍍鋅是將表面凈化處理后的鋼構(gòu)件浸入460～469 ℃融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，其厚度對5 mm以下薄板不得小于65 μm，對厚板不小于86 μm。鋼結(jié)構(gòu)件采用這種保護(hù)方式具有耐蝕性好，使用壽命長，且基本不用維護(hù)等優(yōu)點，因而其應(yīng)用越來越廣泛。

3、防腐涂料技術(shù)

防腐涂料作為鋼結(jié)構(gòu)最常用的防腐蝕原料，具有成本低、工藝簡單、場地要求不嚴(yán)格等優(yōu)點，但是其防腐蝕性一般不如長效防腐蝕技術(shù)，用于戶外時維護(hù)成本偏高。該技術(shù)的關(guān)鍵是除銹和涂料的選擇。優(yōu)質(zhì)的涂層依賴于徹底的表面預(yù)處理，在相同的涂層防護(hù)條件下有效預(yù)處理的涂層使用壽命相差將近一半。因此一般多用噴砂噴丸除銹，鋼構(gòu)件表面必須露出金屬的光澤，并且除去所有的銹跡和油污，現(xiàn)場施工的涂層可用手工除銹。選擇涂料應(yīng)考慮鋼構(gòu)件表面的預(yù)處理情況最終外觀（光澤或者顏色）、單層還是多層涂裝、使用溫度、表面現(xiàn)狀及其類型等。

海上鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料噴涂步驟

4、熱噴涂防腐技術(shù)

熱噴涂是在對鋼構(gòu)件表面作噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛的基礎(chǔ)上，采用燃燒火焰、電弧等作為熱源，將噴涂材料加熱到塑態(tài)和熔融狀態(tài)，并用壓縮空氣將材料呈霧化的顆粒束吹附到基體表面上，隨之激冷并不斷層積而形成涂層的工藝方法。這種工藝的優(yōu)點是對構(gòu)件尺寸適應(yīng)性強，構(gòu)件形狀尺寸幾乎不受限制，同時其熱影響區(qū)是局部的，熱變形較小，但是表面噴涂質(zhì)量受人為因素、環(huán)境因素影響大。熱噴涂技術(shù)作為長效防腐蝕措施，重點強調(diào)在產(chǎn)品設(shè)計和制作中采用鍍鋅、噴鋁復(fù)合涂層進(jìn)行長效防護(hù)，已成功應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個部門。

5、陰極保護(hù)技術(shù)

對于需要在水下或地下使用的鋼結(jié)構(gòu)，一般采用陰極保護(hù)的防腐蝕方式，共分外加電流式和犧牲陽極式兩種形式。我國在海上鋼結(jié)構(gòu)中大量采用了陰極保護(hù)技術(shù)。犧牲陽極陰極保護(hù)是一種防止金屬腐蝕的方法，即將還原性較強的金屬（犧牲陽極）作為保護(hù)極，與被保護(hù)金屬（鋼結(jié)構(gòu)）相連構(gòu)成原電池，還原性較強的金屬將作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而消耗，被保護(hù)的金屬作為正極就可以避免腐蝕。

三、海上風(fēng)機常用的防腐措施

1）葉片、輪轂罩、機艙罩是由玻璃鋼制成，材料的本身具有防腐蝕性能。

2）塔架、輪轂、主機架、齒輪箱、發(fā)電機等金屬部件，多采取的是噴涂油漆的防腐方案，機組外部防腐等級C5-M，內(nèi)部C4。

3）整個機艙為密閉結(jié)構(gòu)，為實現(xiàn)機艙內(nèi)的空氣與外界進(jìn)行熱量的交換，在機艙中可設(shè)置了空氣冷卻通道和換熱器裝置，保證只有少量的含有鹽分的空氣進(jìn)入機艙，減小空氣中的鹽分對機艙內(nèi)部件的腐蝕。

4）機艙外表直接暴露在空氣中的金屬零部件，如水冷散熱器支架、航空燈支架等均可采用不銹鋼材料，以增加抗腐蝕能力。

5）在高濕度地區(qū)，發(fā)電機、控制柜等電氣元件等處可增加加熱除濕系統(tǒng)，在濕度傳感器發(fā)出信號后，控制各部位的加熱器進(jìn)行加熱除濕，避免潮濕環(huán)境對機組的影響。發(fā)電機也可以采用特種絕緣材料，提高發(fā)電機滑環(huán)室的防護(hù)等級。電氣線路板采用防腐涂層，電氣母排采用鍍鎳工藝，提高防腐等級。

6）針對沿海的氣候條件特點，在齒輪箱、液壓系統(tǒng)等重要部件上，配置了高精度的空氣過濾器，最大限度減少鹽霧進(jìn)入箱體內(nèi)部的可能；并在潤滑油液壓油的選擇上，選用油水分離性能更好的型號，使得混入箱體的含鹽水溶液難以融入油液，并迅速被大容量、高精度的油液過濾器所攔截，以防止含鹽水溶液混入油液后加劇對齒面、軸承、液壓元器件的磨損。

7）使用鋅鉻膜（達(dá)克羅）涂層工藝技術(shù)對各連接件進(jìn)行處理。鉻酸在處理時使工件表面形成不易被腐蝕的稠密氧化膜，而且，由于達(dá)克羅干膜中鉻酸化合物不含結(jié)晶水，其抗高溫性及加熱后的耐蝕性能也很好。

8）海上風(fēng)機水下構(gòu)筑物采用陰極保護(hù)。

四、海上風(fēng)機水下鋼結(jié)構(gòu)防腐檢測

海上風(fēng)機水下鋼結(jié)構(gòu)的犧牲陽極的檢測，均為潛水員水下作業(yè)，包括電連續(xù)性檢測、陽極消耗量檢測以及保護(hù)電位檢測。

1、電連續(xù)性檢測

使用電阻測試儀測試不同連接部位之間的連接電阻，測試時確保測試儀測試端子與結(jié)構(gòu)物金屬本體良好連接，有必要的情況下需局部打磨后進(jìn)行測試。依據(jù)GB/T 33423-2016《沿海及海上風(fēng)電機組防腐技術(shù)規(guī)范》中要求鋼結(jié)構(gòu)各部件之間應(yīng)實現(xiàn)電連接，接觸電阻小于0.1 Ω。

2、陽極消耗量檢測

陽極消耗量的檢測可以確定陽極的消耗速度，評價陽極使用壽命。為減少水下作業(yè)頻次，降低作業(yè)安全風(fēng)險，必要時可將保護(hù)形式由犧牲陽極保護(hù)改為外加電流保護(hù)。水下犧牲陽極檢查的選擇，首先整體觀察所有陽極組的完好情況，根據(jù)現(xiàn)場情況選擇兩組消耗最大的犧牲陽極進(jìn)行檢查，如果整體相差不大，則上下兩層陽極組各選取一塊進(jìn)行檢查。觀察犧牲陽極表面溶解狀況、腐蝕類型，是否有嚴(yán)重的局部腐蝕乃至斷裂的情況，記錄犧牲陽極表面的狀態(tài)。全程水下錄像，及關(guān)鍵部位拍照。

下圖為常用犧牲陽極示意圖，陽極的A方向上選取至少5個測試面，每個測試面測試陽極的B1、B2、C的值，取平均值確定陽極的剩余尺寸，進(jìn)而推算陽極的剩余質(zhì)量。

犧牲陽極示意圖

3、陰極保護(hù)電位檢測

檢測鋼結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)電位，可作為評價該結(jié)構(gòu)所處環(huán)境腐蝕性的參數(shù)。電位檢測利用高內(nèi)阻數(shù)字萬用表（內(nèi)阻大于10 MΩ）、巴氏水下電位檢測儀以及參比電極等設(shè)備工具進(jìn)行檢測。潛水員攜帶電位儀及其他工具從甲板入水，根據(jù)潛水監(jiān)督指引抵達(dá)檢測點位置。用鋼刷或鏟刀徹底清理鋼結(jié)構(gòu)待測點的海洋生物、污垢、銹皮、殘渣等。確認(rèn)電極觸頭與結(jié)構(gòu)接觸后，儀器讀數(shù)能迅速變成負(fù)值。否則，應(yīng)進(jìn)一步清理待測點或重新校正電極。從水面開始對風(fēng)機鋼樁的鋼結(jié)構(gòu)每3米作為一個測量截面，每個測量截面上每隔120°進(jìn)行一次電位測量，并記錄下數(shù)據(jù)。

犧牲陽極陰極保護(hù)電位范圍

五、夢能服務(wù)與支持

1、免費樣品

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：

用于新建項目：驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。

用于維修項目：驗證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補：提供少量樣品用于修補破損處。

申請用量：在1KG以內(nèi)免費送貨上門。

2、免費打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實際應(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

夢能對技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊始終進(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，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)的涂裝檢驗儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時間期限進(jìn)行定期校驗，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，項目保護(hù)。

業(yè)主、總包、設(shè)計院：提供防腐方案設(shè)計、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)。