周亭
中船澄西船舶修造有限公司 江苏 江阴 214433
摘要：如何为海上风机基础选择合适的防腐蚀方式是海上风机制造的关键问题之一。因为海上风电项目建造施工繁琐，尤其是考虑到风电系统服役后一旦出现质量问题，不但维修困难，而且维修成本是陆上结构防腐的数倍，因此海上风电系统对防腐的要求是极其严格的。海上风机防腐设计的一项重要工作是对所选择防腐体系进行经济成本核算，以确定具有成本优势、防腐效果好的防腐蚀方案。本文通过对海上风机防腐工程单位价格的计算、经济性分析等方面进行简要探析，希冀对海上风机防腐设计和成本核算有所借鉴意义。
关键词：海上风机基础；防腐方案；施工设计；经济核算
引言：海水含盐量相当大，一般在3％左右，是天然的强电介质和腐蚀介质[1]。海上风机基础常年累月矗立在海水环境中，防腐蚀任务相当艰巨。同时，与传统海洋工程结构基础相比，海上风机基础防腐蚀措施的实施、维护及维修更加困难，工程费用昂贵。因此，对海上风机基础采取长期、有效、经济的防腐蚀措施对于确保海上风电场全寿命周期的安全运行具有十分重要的意义。海上风机基础防腐层的经济核算包含两个概念：防腐层的每平米价格和防腐层的寿命周期费用。如何准确的做好这两方面的核算、选择最佳防腐方案是海上风机设计者和建设者必须重视的问题。
一、海上风机基础防腐层每平米价格的计算
防腐层单位平方米的价格是防腐方案经济核算的基础。计算防腐层单位平方米的价格的通常采用的方法是先计算出每平米的防腐材料用量——材料费用，再根据相关施工定额计算出防腐蚀施工的总工程预算，最后再根据总的防腐面积求出防腐层每平米的价格。下面以涂层防腐为例计算涂层每平米的价格：
针对涂层施工方案，一般先根据被涂物的表面积A，理论干膜厚度（DFT，μm）和涂料的固体体积份数（Vs，%）、理论涂布率等指标可以计算出该种涂料的理论用量。
涂料的理论用量＝（ A x DFT ）/ （VS x 1000） L
涂料的理论涂布率＝A/涂料的理论用量
一般情况下，该涂料的损耗是可知的，我们因此可以方便的计算出涂料的实际使用量。
涂料的实际用量＝（ A x DFT ）/ （VS x 1000 x 涂料的利用率） L
涂料的实际用量乘以涂料商给出的单位体积的涂料单价就可以计算每平米涂料的价格。
根据相关概预算定额，在已求得的单位面积的价格基础上，再加上表面预处
理、人工费、施工机械费、施工检测、工程定位、测量、场地清理、现场设施等直接费用以及企业的管理费用、财务费用、计划利润、营业税等间接费用就能最终确定海上风机基础防腐施工的每平米最终价格。
二、海上风机基础防腐蚀工程的寿命周期费用
一般对于海上风机基础而言，由于其服役过程中维修不仅困难，而且难于组织，成本非常高，因此一般设计防腐年限都在15年以上。海上风机防腐层的寿命周期费用是从海上项目的整个使用寿命过程来分析防腐层的总投资费用，实质上，它仍然取决于防腐材料本身的性能。根据相关的经验，采用高性能的涂料如改性环氧涂料、玻璃鳞片涂料、聚氨酯涂料和聚硅氧烷涂料等，总的费用可以节省25%~40%。而如果采用一般性能的涂料，在25 年内由于涂料失效而增加的维护、维修的费用，包括材料费、人工费等直接费用的确是个不小的开支，如果因腐蚀造成停工或酿成事故，间接损失更是一笔大的损失[2]。
防腐层的寿命周期费用既包括防腐层工程投资的初始费用，也应包括风机投入运行后，每年所发生的维护费用，其中包括定期的检测费用、修复费用等。它应该是该防腐层的整个寿命周期，即服务周期内的总费用。因此，防腐蚀设计和施工的经济分析，最关键的一项是“寿命周期”。对于腐蚀环境比较严酷，结构服务年限要求比较长的结构体系，比如海上风机基础，则尽量选择那些防腐蚀性能优异，能维持长久寿命的新型防腐体系。对于防腐蚀工程而言，这不仅是技术问题，也是经济问题。
三、海上风机基础防腐蚀工程的经济分析
通常在海上风机基础防腐工程经济分析中可采用定量分析、定性分析、动态分析和静态分析等方法。相应参考标准为SY/T0042《防腐蚀工程经济计算方法》，其依据NACE RP-02 标准并参考了我国的《建设项目经济评价方法与参数》制定的。它所提出的计算方法是根据货币的时间价值原理，把不同时间现金流量折算成同一时间点的价值，是一种考虑资金时间因素的评价方法。由于防腐蚀项目是一个局部项目，在进行方案比较的计算中，也采用局部比较的方法。又因各种防腐蚀措施带来的效益基本相同，往往与其他工程的效益难以区分开来，也就不易进行定量估算效益。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在计算方法中采用了最小费用法，以费用现值比较法和年度费用比较法两项指标作为经济比较的准则。使用动态分析计算方法，把建设与生产期不同时间的收支情况，折算为现值，这是国内外时行经济评价流行的方法，即“现值法”。对项目计算期相同的方案，宜采用现值法，通过计算各个方案的现值进行比较，年费用低的方案为可行的方案。对项目计算期不同的方案，采用年度费用法，也称为等额年费用法。对各个方案的年费用进行比较，年费用低的方案为可行的方案。
SY/T0042 标准使用的净现值法和等额年费用法介绍如下[3]：
净现值法是把不同时间的资金流量折算成项目计算基准年的价值（净现值）进行比较，现值低的方案为可取方案的方法，称之为净现值法。根据复利基本方程，设现值为PW，将来值为FW，折现率为i，项目计算期为n，现值和将来值的关系如下：
PW=FW（1+i）-n
现值法的基本公式为：
W =±a·1/（1+i）-n
式中 a——第n’年的现金流量；
N’——现金流量发生的年数；
±——现金流入取“+”号，现金流出取“-”号。
等额年费用法（简称年费用法）是根据货币时间价值原理，把不同时间的
现金流量根据年利关系折算成每年发生和等额费用，年费用较低的方案为可取方案计算公式如下：
AC = PW ·{i·（1+i）n/[（1+i）n-1]}
式中 AC——年费用；
n——项目计算期；
在防腐蚀工程中，计算上述费用时应包括以下5种费用，即：
①基建费用（指第一次投资基准年发生的费用）；
②每年发生的费用（包括运行费、维护费、人工费等）；
③定期发生的费用（大修费用、检测费用）；
④流动资金（防腐蚀措施所占有的周围资金）；
⑤固定资产残值（指固定资产报废时回收的价值）。
下面以某风机基础过渡段和钢结构工作平台涂装为例进行经济分析：
单个风机基础过渡段和钢结构工作平台防腐面积740m2，考虑两种涂装方案，一种采用环氧底漆和聚氨脂面漆，寿命期10年，另一种是环氧底漆和氟碳面漆，寿命期28年。前一种方案全寿命周期需涂装三次，后一种方案全寿命周期只需涂装一次。费用比较如下：
聚氨脂面漆方案，净现值为20万元，年费用为1.38万元；
氟碳面漆方案，净现值为14万元，年费用为0.97万元；
由此可知，初始投资大的氟碳面漆在整个寿命期内的费用反而比聚氨脂面漆的费用低。这还没有考虑修复施工时船机设备价格变动、修复施工质量相对较差等相关因素影响，实际上海上涂层修复工程船机设备费用通常占主要部分。
四、结束语
经过上述分析可知，海上风机基础防腐方案需要通过单位平方价格、确定费用周期、经济分析比较等一系列计算过程才能确定。定量分析、定性分析、动态分析和静态分析等经济方法适用于不同的条件。在海上风电项目设计和施工前务必要在全生命周期内进行经济核算，以确定最佳防腐方案。在研究的不断深入和防腐技术的不断进步，海上风机基础的防腐一定会朝着低成本、低维护费用、高防腐性能等方向不断发展。
参考文献：
[1]夏兰廷，黄桂桥，张三平，等．金属材料的海洋腐蚀与防护 [M]．北京：冶金工业出版社，2003．
[2]姚忠，孙绪东. 海上风机钢结构基础防腐设计[J]. 钢结构，2012.
[3] SY/T0042-2002，防腐蚀工程经济计算方法[S].
论文作者:周亭
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/29
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