风电装备腐蚀分析与涂料防护综述

     由于风电运行环境的特殊性，除了ISO 12944划分的环境等级外，应当考虑沙漠戈壁地区的风蚀环境、北方地区的低温环境及其两者的叠加，暂且称之为三北寒旱风沙区环境。
　　中国船级社《海上风力发电机组规范》对海上风力发电机组钢结构、机械部件、电气部件、混凝土基础结构内外表面防腐以及风轮叶片的外表面防腐提出了技术要求，该规范刚刚通过讨论。
　　风电金属结构各组成部分和周围物质接触的微型环境是需要重点关注的一个决定性因素，比如塔架基础混凝土中的钢筋、箱式落地变压器底部等。
　　GB/T19072-2003：风力发电机组-塔架中对环境的规定是，根据GB/T 14091-1993的条款确定塔架的环境条件等级。如果订货合同没有明确规定，塔架外部表面的环境条件为4级，内部表面的环境条件为3级。
　　JB/T 10194-2000：风力发电机组-风轮叶片中认为，防腐和减轻腐蚀的结构设计对防腐的实施、效果和可修理性具有重大影响。规定复合材料叶片应采用胶衣保护层。环境为温度-30℃—50℃、湿度≤95%，包括沿海盐雾、雷电和沙尘对叶片表面的长期冲蚀及平衡性、太阳辐射强度以及紫外线老化等。
　　一个实际的例子是，在华锐SL1500风力发电机组塔架涂漆防腐技术规格书中，规定塔架的外表属于腐蚀性类别C5-M(不含海上区域)和C5-I，内表面属于腐蚀性类别C4，防腐保护等级为‘长期’。
　　3.风电装备防护涂料技术与产品需求
    涂料是风电装备的辅助原材料，但从对机组的表面防护角度而言，又是相当重要的，无论是陆基或海基风电机组，都在充分关注涂料的防护性能。
　　3.1塔架涂料：
　　塔架目前普遍使用的是涂层防护。
　　GB/T19072-2003风力发电机组-塔架规定的涂层防护体系是
　　锌或锌/铝金属喷镀，60um。
　　双组份复合环氧树脂封闭涂料，20um。
　　双组份复合厚膜环氧中间涂料，90-140 um。
　　 双组份复合聚氨脂漆表面涂料，50 um。
　　华锐SL1500风力发电机组塔架涂漆防腐技术规格书中规定的防腐体系是：

　　塔架平台等附件防护体系有的整机制造企业要求热浸锌防腐（锌层厚度70-80um，也有采用涂料防护体系的，按部位采用塔架内壁或外壁涂层体系。
　　基础环是塔架的组成部分，其制造和涂装在塔架厂完成，地上部分防腐同于塔架内外壁，混凝土封灌部分为永久性隐蔽，无法维修，因涂层体系的不同，涂层厚度要求450-800um，可采用塔架内壁涂料体系并增加环氧煤沥青涂料或环氧玻璃鳞片涂料。
　　目前常用的塔架涂料以环氧类型和聚氨酯类型为主，是典型的钢结构重防腐涂料体系。
　　在沙漠戈壁地带，以上体系也出现耐风蚀性不足的缺陷，特别是在塔架近地面部分以及主迎风面，极端情况是涂层被彻底风蚀，露出金属表面而导致锈蚀和美观缺失。

    3.2叶片涂料
　　JB/T 10194-2000：风力发电机组-风轮叶片中指出，叶片在一定程度上暴露在腐蚀性环境条件下并且不容易接近，在许多情况下不可能重做防腐层，因此重视设计、材料选择和防腐保护措施特别重要，复合材料叶片应采用胶衣保护层，但没有相应的指标规定。标准认定的环境条件包括温度、湿度、盐雾、雷电、沙尘、辐射6项，可能是行业不同的原因，从实际作用看，胶衣和涂料应当是名称、应用方法的区别，‘863’计划中已经明确为叶片涂料。
　　在“MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”的‘863’计划中，要求叶片表面保护涂料能提高叶片耐紫外老化、耐风沙侵蚀以及耐湿热、盐雾腐蚀能力，适应我国南北方不同极端气候条件下风电场使用需求，保证风轮叶片20年的设计使用寿命。具体指标要求是：
　　1附着力≥5MPa；