海上风电塔筒的防腐涂装分析

　　摘要：文章结合某海上风电项目塔筒防腐涂装实例，从多个方面对海上风电塔筒所处腐蚀环境情况及特点进行研究分析，并根据分析反馈结果，提出海上风电塔筒防腐技术方案及相关工艺方法。

　　1　海上风电塔筒腐蚀环境特点表现及分析

　　海上风电塔筒腐蚀环境主要以海洋腐蚀环境为主。其中，海洋腐蚀环境可细分为海洋大气腐蚀环境与海水腐蚀环境2种。而对海上风电机组设备而言，因不同机组设备（如主机、塔筒等）在海洋环境中所处位置不同，导致其腐蚀机理及腐蚀类型各不相同。按照腐蚀区域可细分为海洋大气腐蚀、浪花飞溅区腐蚀及海泥区腐蚀等多种类型。无论是处于哪一种腐蚀区域，均会对海上风电机组设备安全运行构成威胁。

　　例如，处于海洋大气中的钢铁表面容易形成有腐蚀性的水膜，而这一水膜往往可以加剧电化学腐蚀速率，严重威胁海洋风电机组设备安全运行过程。本文所研究的海上风电场在腐蚀环境特点上主要以海洋腐蚀环境为主，在氯离子渗透危害问题方面表现严重。再加上海水溶解氧浓度较高，可以视为富氧环境，促使钢结构材料中的元素不断与海水及潮湿水汽发生氧化还原反应，消耗铁元素。最重要的是，因所形成的铁锈成分多以多孔状特点为主，因此腐蚀将不断趋于钢铁内部扩散发展，容易引发倒塌等危险事故。

　　2　海上风电塔筒的防腐涂层体系设计

　　结合海上风电塔筒内外腐蚀环境特点表现，在防腐涂装方案的确定上，可根据塔筒内外壁情况的不同，采取不同的防腐涂装方案进行应用。

　　（1）塔架筒体外壁主要指塔筒法兰盘外壁、筒板门板内外表面。在涂层体系设计方面应围绕热喷漆、环氧封闭漆、高固体分环氧云铁漆等内容进行合理开展，总干膜厚度应控制在380～400μm。

　　（2）对于塔架外部钢结构、梯子等管状零部件，在涂层体系设计方面应围绕热浸镀锌、环氧漆、高固体分环氧云铁漆等内容进行合理开展，总干膜厚度应控制在330～360μm。

　　（3）塔筒内壁主要以塔筒法兰盘内壁为主，在涂层体系设计方面应围绕环氧富锌底漆、高固体分环氧云铁漆等内容合理开展，总干膜厚度应保证在280μm左右。

　　（4）对于塔架内部钢结构材质管件及支架，涂层系统应以热浸镀锌为主。在防腐要求的确立上，应严格按照GB/T 13912标准合理选择镀层厚度，最低厚度应介于50～85μm。

　　（5）塔架法兰面主要指上、下塔筒法兰接触面，涂层系统应以热喷漆为主，在防腐要求方面应按照GB 9793标准进行操作，在锌层厚度的确定上，应保证在100～150μm。

　　（6）对于所有带预紧力的螺栓螺母，涂层系统应以达克罗为主。覆盖量为300mg.dm-2、干膜厚度为8.6μm。

　　3　海上风电塔筒涂装施工环境及工艺流程分析

　　3.1　涂装施工环境

　　严格控制海上风电塔筒涂装施工环境，可以视为保障现场施工工艺及作业流程得以顺利贯彻与落实的根本保障。在喷射除锈与涂装施工作业期间，施工环境相对湿度应严格控制在85%之内。其中，对于表层聚氨脂保护层大面积涂装施工，环境相对湿度必须严格控制在80%以下才可以进行施工作业。

　　与此同时，环境温度与钢铁零件温度应在0℃及以上，才可以科学开展涂装作业。除此之外，喷涂地点应与其他作业区分开处理，目的在于减少杂物对涂层带来的损伤及污染影响。需要注意的是，对于施工现场所涉及到的车间环境、天气状况等环境条件，必须符合规定技术要求才可以开展涂装施工。

　　3.2　涂装施工要求

　　施工人员在正式涂装操作前，应对涂装技术及相关工艺文件进行理解把握。同时，涂装施工所使用到的防腐涂料必须满足质量检测标准，禁止将不同生产厂家及不同品牌的涂料混合使用。对于双组分涂料施工而言，施工人员应对调配质量及工作量进行合理把握。最好可以结合施工环境温度及湿度变化，采取合适的方法调整施工黏度，避免出现干喷或流挂现象。需要注意的是，每次喷涂作业结束后，现场施工人员应及时运用配套的稀释剂做好喷枪及管路的清洗工作。除此之外，焊接操作应在热浸镀锌或涂层施工之前完成。对于各项施工操作工作人员应做好施工记录，以备查验。

　　3.3　涂装施工工艺

　　为保障涂装施工作业效果得以深化加强，建议施工人员可利用高压无空气喷涂施工方式，确保涂层光滑、平整。施工作业期间，施工人员应对涂料类型进行合理选择，并做好黏度调整工作。其中，拿握喷枪进行操作时，施工人员视野应跟着喷枪走，随时注意涂膜形成状态。喷枪运行过程中，应始终与物面保持直角状态或平行运行状态。在移动速率的控制上，应保证在30～60cm/s左右。为加强涂层及防腐蚀效果，施工人员在喷涂第二道面漆时，应主动与前一道漆膜纵横交叉。

　　4　涂层验收及质量控制

　　4.1　涂层验收

　　涂装施工结束之后，施工人员应对零部件表面的涂层质量进行验收处理，主要可以根据涂层干膜厚度及外观表现进行验收处理。其中，对于涂层干膜厚度而言，施工人员可按照相关标准对其膜厚分布情况进行科学把握。需要注意的是，某一点的最大涂层厚度应不超过漆膜规定总干膜厚度的2倍。在外观检查方面，施工人员应在自然散光下，利用肉眼对涂层外观质量进行检测分析。必要时也可以利用放大镜进行观察。除此之外，施工人员也可以对涂层附着力表现情况进行重点把握。可利用拉拔测试仪进行针对性试验，根据试验结果与预期数值进行综合对比，以判断涂层质量是否存在缺陷问题。

　　4.2　质量控制

　　为确保海上风电塔筒防腐涂装质量效果得以深化加强，从事涂漆施工的相关人员除了需要遵守车间现场安全规程之外，还需要严格按照质量优先、综合治理的原则理念，加强对现场涂装质量的全过程控制。

　　（1）现场施工人员应严格恪守技术操作行为，坚持按照施工规范要求，对所选用的防腐涂料进行质量检测，满足质量规范要求才可以进行安全应用。与此同时，在正式开展涂装施工作业之前，施工人员必须采取必要的预防和防护措施，避免火灾及爆炸等事故发生。除此之外，现场施工必须在通风良好的情况下才可以进行。对于存在狭窄或空气不流通的施工问题，施工人员必须采取科学合理的通风措施进行操作处理。

　　（2）施工管理人员应主动承担起自身的监督管理责任，定期深入涂装施工现场对施工人员劳保用品的佩戴情况及施工操作情况进行动态把握。一旦发现质量缺陷问题或安全隐患问题，必须及时加以识别与处理，避免出现安全事故。

　　5　结语

　　综上所述，风力发电机组塔架长期处于海洋环境当中，塔筒外部所受到的腐蚀问题较明显。如果不加以及时防腐及涂装处理，就很容易对海上风电机组设备的安全运行构成威胁。因此，建议现场施工人员应主动结合海上风电防腐情况，采取科学合理的防腐涂装工艺及措施方法进行针对性操作，从根本上提高海上风电塔筒防腐涂装效果。

　　作者简介：周晓辉（1986-），男，河南商丘人，中国水电四局（福清）装备工程有限公司总经理、工程师，研究方向：金属结构和重型装备制造及安装。

　　参考文献

　　[1]胡苏杭，刘碧燕．海上风电防腐技术现状及研究方向[J]．风能，2019（11）：88-91．

　　（责任编辑：张闪闪）