随着海上风电、海上输电电缆、海上智能微网等新能源相关设备在南网范围内的应用越来越广泛。海上电力设备的防腐维护也成为一个非常重要的问题。在珠海桂山岛海上风电示范项目调研中发现，相较于陆上的电气设备，海上电力设备的防腐有环境条件恶劣、补漆成本高、腐蚀原因复杂等特点。
因此研究防腐效果好，耐候性佳的防腐涂层可以大大降低后期的维护成本，提高相关设备的使用寿命和稳定性。
1. 国内外研究水平的现状和发展趋势
1.1 整体情况
近年来,随着海上风电的大规模开发与大容量海上风电机组的相继并网,海上风电机组经济可靠地运行与维护已经成为新能源研究的热点问题之一[1]。我国风资源十分丰富，陆上离地面10m高度风能资源总储量为4.35*10^6MW,其中技术可开发量高达8*10^5MW[2]。由于海洋资源技术开发的日益成熟，海上风电正将成为下一个风电主战场，与陆地风电相比，海上风电具有以下优势：海上风资源储量丰富；风速高且稳定性好；环境污染小，受鸟类、景观、电磁波、噪声等问题的限制较少；不占用耕地面积，对于陆地耕地面积紧张的沿海城市，较适合发展海上风电[3][4]。然而在海上风电开发过程中，与陆地风电相比，会遭遇许多不同的更复杂的技术难题，其中最主要的就是海上电力设备的腐蚀与防护问题。
海上风电处于恶劣的海洋环境，不仅存在高湿度、高盐雾等腐蚀问题，还存在物理性的碰撞损伤，如漂浮物、浮冰的撞击、船舶的停靠[5]。海上风电场从基础结构到塔筒、机舱、各类机械零部件、风机的叶片等都面临着严重的海洋腐蚀问题[6][7]。与国外主要发展海上风电的国家（如英国、丹麦）等不同，我国海上风电发展主要集中在潮间带风电。潮间带风电具有离用电负荷近，开发成本低等优点，符合我国目前的基本国情。潮间带是在多年平均大潮高潮线以下至理论最低潮位以下5m水深内的海域，与近海海域相比，处于潮间带的海上风电设备表面的干湿交替更为频繁，海洋生物及微生物附着情况更为多样且严重，从而对防腐技术提出了更高的要求[8]。
1.2 国外研究机构对本项目的研究情况
国外将海洋腐蚀环境分为五个区域[9]：
（1）海洋大气区：与内陆大气区相比，海洋大气区的湿度大，盐分高，容易在钢铁表面形成一层导电良好的液态电介质膜，因此形成较强的原电池效应[10]，研究表明，海洋大气环境比内陆大气环境对钢铁构件的腐蚀程度要高4~5倍。
图表 1 海洋腐蚀倾向示意图
（2）浪花飞溅区：除了受海洋大气环境影响外，还要遭受海水短时间的浸泡。由于干湿频繁交替，钢铁在浪花飞溅区的腐蚀速度要明显高于其他区域。另外飞溅区浪花冲击强度最大，也会严重的破坏钢铁表明的防护措施，造成局部腐蚀十分严重[11]。
（3）海水潮差区 海水潮差区的钢铁表面经常与饱和了空气的海水接触，由于潮流的作用，钢铁表明的腐蚀会加剧。
（4）海水全浸区 海水全浸区的结构件全部浸泡在海水中，海水中的溶解氧、海水流速、盐度、污染物和海洋生物等因素，都会对海水中的钢铁产生腐蚀。其中主要是溶解氧在腐蚀过程中起主导作用。
（5）海底泥土区 泥土区含盐量高，含氧量低，同时具有土壤腐蚀和海水腐蚀的特点，处于海底泥土区的金属钝化膜会不稳定。另外，无氧条件下，硫酸盐还原菌会大量繁殖，其所产生的氢化酶能够移除阴极区的氢原子，促进腐蚀过程中阴极区的极化反应，使泥土中的钢铁产生严重的腐蚀[12]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆Ludger等[13]通过聚合物改性的方法提高海上风电的混凝土结构腐蚀防护性能。结果表明海水中的氯离子在经过聚合物改性后的混凝土结构迁移速率明显减少，有助于降低腐蚀速率。
1.3 国内研究机构对本项目的研究情况
国内目前在海上电力设备防腐体系多继承于船舶防腐体系，开展的相关研究的单位局限于中国科学院金属研究所和海洋化工研究院等少数科研院所。中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室(沈阳)[14]采用扫描电镜、光泽度仪、电化学阻抗技术，在海洋大气和飞溅区环境中研究了纳米改性聚氨酯涂料的抗老化性能，分析了纳米氧化锌浆对于聚氨酯涂料性能的改进作用。结果表明适量纳米浆提高了聚氨酯涂料的综合性能。海洋化工研究院[15]研究出一种适用于浪溅区的钢结构防护的超厚环氧涂料，一道涂料施工干膜厚度达到1000μm，既缩短了工期又解决了多次喷涂的层间附着力不佳的问题，该涂层有耐冲击和耐磨损的特点，能起到良好的放腐蚀效果。常州光辉化工[16]提出了一种以环氧改性湿固化聚氨酯树脂为基体，锌粉为防锈颜料，有机膨润土SD-2为防沉剂的一种单组分湿固化富锌底漆，与传统富锌底漆相比，具有施工方便，对底材表明处理要求低，防腐性能更优等特点。而调查文献可知，在海上电力设备抗微生物涂层方面，国内现在仍是一片空白。
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论文作者:岳楹超
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/12
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