風電裝備腐蝕分析與涂料防護綜述

     由于風電運行環境的特殊性，除了ISO 12944劃分的環境等級外，應當考慮沙漠戈壁地區的風蝕環境、北方地區的低溫環境及其兩者的疊加，暫且稱之為三北寒旱風沙區環境。
　　中國船級社《海上風力發電機組規范》對海上風力發電機組鋼結構、機械部件、電氣部件、混凝土基礎結構內外表面防腐以及風輪葉片的外表面防腐提出了技術要求，該規范剛剛通過討論。
　　風電金屬結構各組成部分和周圍物質接觸的微型環境是需要重點關注的一個決定性因素，比如塔架基礎混凝土中的鋼筋、箱式落地變壓器底部等。
　　GB/T19072-2003：風力發電機組-塔架中對環境的規定是，根據GB/T 14091-1993的條款確定塔架的環境條件等級。如果訂貨合同沒有明確規定，塔架外部表面的環境條件為4級，內部表面的環境條件為3級。
　　JB/T 10194-2000：風力發電機組-風輪葉片中認為，防腐和減輕腐蝕的結構設計對防腐的實施、效果和可修理性具有重大影響。規定復合材料葉片應采用膠衣保護層。環境為溫度-30℃—50℃、濕度≤95%，包括沿海鹽霧、雷電和沙塵對葉片表面的長期沖蝕及平衡性、太陽輻射強度以及紫外線老化等。
　　一個實際的例子是，在華銳SL1500風力發電機組塔架涂漆防腐技術規格書中，規定塔架的外表屬于腐蝕性類別C5-M(不含海上區域)和C5-I，內表面屬于腐蝕性類別C4，防腐保護等級為‘長期’。
　　3.風電裝備防護涂料技術與產品需求
    涂料是風電裝備的輔助原材料，但從對機組的表面防護角度而言，又是相當重要的，無論是陸基或海基風電機組，都在充分關注涂料的防護性能。
　　3.1塔架涂料：
　　塔架目前普遍使用的是涂層防護。
　　GB/T19072-2003風力發電機組-塔架規定的涂層防護體系是
　　鋅或鋅/鋁金屬噴鍍，60um。
　　雙組份復合環氧樹脂封閉涂料，20um。
　　雙組份復合厚膜環氧中間涂料，90-140 um。
　　 雙組份復合聚氨脂漆表面涂料，50 um。
　　華銳SL1500風力發電機組塔架涂漆防腐技術規格書中規定的防腐體系是：

　　塔架平臺等附件防護體系有的整機制造企業要求熱浸鋅防腐（鋅層厚度70-80um，也有采用涂料防護體系的，按部位采用塔架內壁或外壁涂層體系。
　　基礎環是塔架的組成部分，其制造和涂裝在塔架廠完成，地上部分防腐同于塔架內外壁，混凝土封灌部分為永久性隱蔽，無法維修，因涂層體系的不同，涂層厚度要求450-800um，可采用塔架內壁涂料體系并增加環氧煤瀝青涂料或環氧玻璃鱗片涂料。
　　目前常用的塔架涂料以環氧類型和聚氨酯類型為主，是典型的鋼結構重防腐涂料體系。
　　在沙漠戈壁地帶，以上體系也出現耐風蝕性不足的缺陷，特別是在塔架近地面部分以及主迎風面，極端情況是涂層被徹底風蝕，露出金屬表面而導致銹蝕和美觀缺失。

    3.2葉片涂料
　　JB/T 10194-2000：風力發電機組-風輪葉片中指出，葉片在一定程度上暴露在腐蝕性環境條件下并且不容易接近，在許多情況下不可能重做防腐層，因此重視設計、材料選擇和防腐保護措施特別重要，復合材料葉片應采用膠衣保護層，但沒有相應的指標規定。標準認定的環境條件包括溫度、濕度、鹽霧、雷電、沙塵、輻射6項，可能是行業不同的原因，從實際作用看，膠衣和涂料應當是名稱、應用方法的區別，‘863’計劃中已經明確為葉片涂料。
　　在“MW級風力發電機組風輪葉片原材料國產化”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、耐風沙侵蝕以及耐濕熱、鹽霧腐蝕能力，適應我國南北方不同極端氣候條件下風電場使用需求，保證風輪葉片20年的設計使用壽命。具體指標要求是：
　　1附著力≥5MPa；