海上風電設備腐蝕危害

近年以來，我國對綠色可（kě）再生能源的投（tóu）入（rù）是（shì）前所未有的巨大，隨之而來的是發展風電被提升到了史無前例的戰略高度。隨著我國海（hǎi）上風電開發（fā）和利（lì）用的速度加快，海上風電（diàn）機（jī）組的腐蝕防護問題亟待解決。

海上風電經過20多年（nián）的發展，技術已日趨成熟起來，目前已進入大規（guī）模開發（fā）階（jiē）段。我國的海岸線較長，可（kě）開發和利用的海上（shàng）風能資源非常豐富，根據國家氣象部門給出的數據統計，我國近海可開發和利用的風能儲量就達到7.5億千瓦，遠海風能儲量則更加龐大（dà），因此海上風（fēng）電在我（wǒ）國有著廣闊的發展（zhǎn）空間（jiān）。同時，我國海（hǎi）上風能資源大部分分布在東南沿海地區，而這些地區都是（shì）我國經濟發達地區，能源需求巨大，因此開發（fā）豐富的（de）海上風（fēng）能資源將有（yǒu）效改善我國（guó）當前的能（néng）源供應結構。
 
問題（tí）來了，相對於陸上風電，海上風電所處環境要複雜得多，海洋大氣（qì）區高濕度、高鹽霧、長日照，海浪飛濺區幹濕交替，水下區域則是長時間海水（shuǐ）浸泡、生物附著等，腐（fǔ）蝕環境非常苛刻，這給海上風電設（shè）備的（de）腐蝕防護帶來了嚴峻挑戰（zhàn）。海洋腐（fǔ）蝕不僅會縮短機組運營壽（shòu）命，給海（hǎi）上風電機組帶來巨大安全隱患，而且也會大大增加海上風（fēng）電的建設投資和運行維護（hù）成本。因此，防腐蝕是海上風電必須考慮的問題。當（dāng）然，無論是海上風電還是陸上風電，腐蝕和生物汙損都會嚴重威脅設施的安全運行。

海上風電設備腐蝕機理：

海洋環境是腐蝕性非常嚴（yán）酷的自然環境。海水是一種具有（yǒu）很強（qiáng）腐（fǔ）蝕（shí）性的電解質溶液，含有大量鹽類，包括氯化鈉及含有鉀、溴、碘等（děng）元素的鹽類。海水中溶（róng）解（jiě）有氧氣、氮氣、二氧化（huà）碳等氣體，而其（qí）中的氧（yǎng）氣是引起海水中碳鋼、低合金鋼等金屬結構物腐蝕的重要因素。表層海（hǎi）水氧氣（qì）是飽和的，約為8 mg/L，腐（fǔ）蝕性更強。海水溫度呈周期性變化，一般來（lái）說，鋼鐵等的腐蝕速（sù）度會隨著海水溫度的（de）升高而增加。另外，海水中含有豐富的氧微量元素和營養鹽（yán）類等，這（zhè）為海洋生物的生存和繁殖提供（gòng）了必要條件。而海洋生物的存在則（zé）會影響金屬材料的（de）腐蝕行（háng）為（wéi）與機製。

海上風電場盡管可以在很大程度上參考海洋平台現有的防腐經驗，但二者之（zhī）間也有較大不（bú）同。因為海上風電場（chǎng）是無人居住的，並且嚴（yán）格限製（zhì）人員接近（jìn）。而海洋平台是有人居住的，海洋平台上的防腐塗層檢查和維修可更容易且有計劃地進行，受到腐蝕時（shí）可以隨時（shí）修補。而海上風電場很難做到這一點，維修費用較大，後續維護費用是其成本的7倍以上。因此（cǐ），應當更加重視海上風電機（jī）組的鋼結構腐蝕，特別是外露於海洋大氣和飛濺區中（zhōng）的部位。一般情況下，大氣區結構件采取塗料保護或熱噴塗金（jīn）屬保護，如大氣區鋼結構一般采用環氧富鋅底漆、環氧雲鐵（tiě）漆（qī）、聚（jù）氨酯麵漆或（huò）者（zhě）聚氨酯+氟碳雙重麵漆（qī）三層塗層體係；飛濺區鋼結構一（yī）般采（cǎi）用玻璃鱗片漆（qī）、環（huán）氧耐磨漆雙層塗層體係；全浸區一般采用玻璃鱗片（piàn）漆、環氧厚漿漆雙層塗層體係，並采取犧（xī）牲陽極進行協同防腐。
 
目前常用的（de）風電塔筒防腐方式時采（cǎi）用拋丸機打砂除鏽，之後由人（rén）工噴塗油漆，全（quán）程采用人工（gōng）作業、高空吊籃和大型高空作業車（chē）等方式實現，存在勞動強度（dù）大、安全係數低（dī）、施工周期長、維護費用高等一係列的問題。為此，德（dé）高潔在2018年開始爬壁機器人的研發，並於2019年取得成功並申報了實用新型專利(專利號：ZL 2019 2 0432325.5)，該機（jī）器人是專門針對風電塔筒等小曲率半徑的柱狀鋼結構防腐除鏽和清洗而開發，操作者可以通過遙控器控製清洗機器人從而完成塔筒表麵的清洗作業（yè）。

德高潔自主研發的風電塔筒防腐爬壁機器人采（cǎi）用磁力吸附和真空吸附相結合的（de）原（yuán）理，具有一定（dìng）的3D曲（qǔ）麵通過（guò）能力以（yǐ）及凸凹麵和焊縫的越（yuè）障能力，可以攜帶（dài）150~200kg負載吸附於鋼結構立麵牆麵自如地爬行，可進行除鏽、清洗、噴砂、噴塗等多項作（zuò）業。機器人帶有安全吊索連接掛鉤，與安全升降鋼索裝置連接，確保機器人（rén）不會意外脫落（luò），安全有保障。操作者可以通過遙控器控製爬壁機（jī）器人從而完成塔筒（tǒng）表麵的清洗作業，實現利用人（rén）工智能機器人代替“蜘蛛人”，不再需要人工攀爬即能完成塔筒油汙智能清洗（xǐ），提高清掃效率（lǜ），降低安全風險（xiǎn）。由此可見，利用爬壁機器人對風（fēng）電塔筒進行清洗除鏽工作是替（tì）代（dài）傳統人工高空作業（yè）的必（bì）然趨勢。