理论教育 海上风机基础钢结构的腐蚀防护策略

海上风机基础钢结构的腐蚀防护策略

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:解决海上风机基础钢结构防腐蚀问题,有耐海水钢、腐蚀裕量、涂装法、阴极保护及包覆等方法,但各种方法都有自己的适用范围,见表5-1。海港工程钢结构防腐同时采用腐蚀裕量和涂装法,结构设计预留的腐蚀裕量应根据有涂层保护的基材腐蚀速率来确定。牺牲阳极法是在钢结构表面附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀;施加电流法将外部电流转变成低压直流电,通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的钢结构,抑制腐蚀。

海上风机基础钢结构的腐蚀防护策略

对于海上钢结构的防腐蚀,目前世界各国都已经制定了有关的标准,如:国际标准ISO 19902—2007《石油和天然气工业——海上固定式钢质结构物》,挪威船级社标准DNV-OS-C101—2004《海上钢结构设计,总则》,美国腐蚀工程师协会标准NACE RP 0176—2003《海上固定式钢质石油生产平台的腐蚀控制》,我国交通部标准JTJ 153-3—2007《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》,我国海洋石油天然气行业标准SY/T 10008—2000《海上固定式钢质石油生产平台的腐蚀控制》(等效采用NACE RP 0176—1994),我国能源行业标准NB/T 31006—2011《海上风电场钢结构防腐蚀技术标准》。

海上风机支撑结构中的钢结构长期暴露于海洋环境中,根据钢结构在海洋环境中不同位置腐蚀程度的不同,一般可将海洋腐蚀环境分为海洋大气区、浪溅区、潮汐区、全浸区和海泥区五个不同的腐蚀区带,浪溅区是钢结构腐蚀最严重的区域。

解决海上风机基础钢结构防腐蚀问题,有耐海水钢、腐蚀裕量、涂装法、阴极保护及包覆等方法,但各种方法都有自己的适用范围,见表5-1。

表5-1 防腐措施的适用范围

耐海水钢为一种新型材料,在浪溅区和海洋大气中的腐蚀速度比一般碳素钢小很多,在金属被腐蚀时能增加锈层的致密性,且锈层膨胀率低,与涂料附着力不变,所以可对金属起保护作用,不会出现点蚀。经试验研究,耐海水钢的焊接性良好,没有冷裂纹倾向,且焊接接头的各种性能,如强度、硬度、弯曲、冲击性能均满足设计要求,耐疲劳性能好。但由于其经济性较差,故较少采用。(www.daowen.com)

腐蚀裕量是根据一定使用年限内计算得到的钢材腐蚀厚度,对设计结构截面厚度主动增大,以满足其腐蚀要求的方法,即实际钢材厚度=腐蚀厚度+满足各种承载条件的设计厚度。腐蚀裕量法不能阻止腐蚀的产生,使用时需注意点蚀对风机基础寿命的影响。

涂装法是采用底漆、中间漆和面漆组成的多层涂装体系。涂装的选择应考虑周围环境,对不同的腐蚀环境,不同涂料的耐久性不同,但需保证相应的基材表面处理的等级。底漆必须与金属基材附着良好,并成为其他附加涂层良好附着的基础。底漆包括抑制性颜料或重Zn粒子,防止金属腐蚀并为整个屏障系统提供更好的膜厚。中间漆和面漆提供额外的屏障保护,同时,面漆提供需要的颜色、光泽度纹理,可以防护会导致涂装体系逐渐失效的天气(阳光、雨水)因素。浸渍环境中,面漆必须具有耐浸渍液体的化学性能。

海港工程钢结构防腐同时采用腐蚀裕量和涂装法,结构设计预留的腐蚀裕量应根据有涂层保护的基材腐蚀速率来确定。

包覆法是指为防止腐蚀,在结构物外表面复合一层耐蚀材料,以使原来表面与环境隔离。可采用包覆有机复合层、树脂砂浆、复合耐蚀金属层进行保护。

阴极保护法属于电化学保护技术,基本原理是对被保护的金属表面施加一定的直流电流,使其产生阴极极化,当金属的电位负于某一值时,腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。根据提供阴极电流的方式不同,分成牺牲阳极法和施加电流法两种。牺牲阳极法是在钢结构表面附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀;施加电流法将外部电流转变成低压直流电,通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的钢结构,抑制腐蚀。该保护法主要用于水下或地下结构。

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