国家标准计划《沿海及海上风电机组腐蚀控制技术规范》由 TC381(全国腐蚀控制标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国石油和化学工业联合会。
主要起草单位 苏州热工研究院有限公司 、国家海洋腐蚀防护工程技术研究中心 、中广核工程有限公司 、南方电网集团 、厦门大学 、中国腐蚀控制技术协会 、华中科技大学 、中国船级社 、中国三峡新能源(集团)股份有限公司 、中国大唐新能源有限公司 、中蚀国际防腐蚀技术研究院(北京)有限公司 、上海赟申船舶工程有限公司 、江苏海上龙源风力发电有限公司 、北京金隅涂料有限责任公司 。
23 流体系统和通用件 |
23.100 流体动力系统 |
23.100.40 管道和管接头 |
海上风电设备长期服役于高温、高湿、高盐分的海洋腐蚀环境,电气设备、塔筒、叶片、导管架支撑结构、紧固件等主要结构件容易出现腐蚀问题。
塔筒、机舱和叶片本别处于海泥区、海水全浸区、潮差区、浪花飞溅区、海洋大气区,产生均匀腐蚀、局部腐蚀、微生物腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、磨蚀等,集合了海洋工程遇到的所有腐蚀问题,由于风叶迎风不停地转动给塔筒带来强大地应力,使得腐蚀给风机带来的安全隐患更加凸显。
针对海上风电机组的防腐蚀国外参照NORSOK M-501及ISO12944防腐体系进行设计,阴极保护多采用外加电流技术,国内NB/T 31006-2011海上风电场钢结构防腐蚀技术标准,规定了海上风电场钢结构表面预处理及涂料保护、热喷涂金属保护、阴极保护常用防腐蚀方法和相关技术要求,GB/T 33423-2016 沿海及海上风电机组防腐技术规范,规定了沿海及海上风电机组采用涂层和阴极保护联合防腐蚀的总则、技术要求。
这些标准制定时我国海上风电项目处于初期阶段,技术要求不够精细,难以满足现实工程需要。
2016年中国腐蚀控制技术协会提出腐蚀防护必须从工程全生命周期统筹实施,认识到腐蚀控制是一项科学的、系统的、严密的、精细的,而不是粗糙的、单一的、科学含量不高的工程,从而提出腐蚀控制工程全生命周期的理论,2016年编制并颁布实施GB/T 33314-2016 腐蚀控制工程生命周期 通用要求。
结合以上标准要求,我国海上风电应以现代工业化、信息化、智能化时代为背景,以整体工程全寿期为对象,研究制定其影响在确保人身健康和生命安全、国家安全和生态环境安全的经济社会运行底线的前提下,落实安全、经济、长生命周期和绿色环保的最佳效益为目标的腐蚀控制工程全生命周期技术管理要求。
风电桩基基础是海上风机躯干,要求长期扎根在海水海泥中25年以上,由于海水海泥的强腐蚀性,涂层+阴极保护就成了关键的腐蚀控制工程。
目前我国近期在运行的数百台海上风机大多处于近浅海区域,桩基多数采用涂料+牺牲阳极阴极保护,从近期检测统计数据分析,存在保护效果难以控制、不能实施监检测、牺牲阳极脱落、到风机运行中后期存在保护不足风险、需要水下施工、产生大量的阳极腐蚀产物对海洋环境产生污染等问题。
随着风机不断走向深海,采用牺牲阳极保护方式存在的以上问题越来越难以克服。
国外海上风机统一采用涂层+复层矿脂包覆+外加电流阴极保护方法,我国从2018年开始在南海和东海试验桩采用了外加电流阴极保护,已开始在后期工程广泛应用。
外加电流阴极保护系统具备保护运行智能化、远程监控、保护效果时时监检测与评估、实现风场多个风机物联、保护效果实时可控、系统寿命长、易于维修更换、环境友好,结合现代智能化风场的建立和深海风场的切实需要,涂层+外加电流阴极保护方式必将被广泛采纳。
涂层是控制风机腐蚀的重要手段,以上提到的各个区域部位都有涂层保护,根据不同材料、不同腐蚀源、不同防腐要求选择涂层,优化整机涂层配套体系,能够起到事半功倍的效果。
风机腐蚀状态监检测、寿命评估和风险预警是其安全高效运行的防线,以上提到的海洋腐蚀类型监检测技术和设备已趋于成熟,海上风电场腐蚀状态数据完全能够纳入物联网大数据智能管理平台。
本标准的修订主要是结合国内现阶段海上风电机组腐蚀治理实际需求情况,在GB/T 33314标准的指导下,结合国内市场对整体装置生命周期内的安全性、可靠性、耐久性的要求,将原标准修订为符合当前我国海上风电发展需要、条例明确、制衡有效、缜密完备的技术规范。
结合数据管理平台制定防腐大纲,同时将国内外技术发展的新成果与国内的技术体系衔接,从而以高技术水平指导决策、设计、制造、安装、运营等全寿期防腐工作,提高行业的经济效益与社会效益。
是GB/T 33314标准体系关于风电的一部分,属于该体系框架下的技术执行标准。
沿海及海上风电机组腐蚀控制技术规范规定了沿海及海上风电机组防护涂料体系和复层矿脂包覆的设计原则、设计要求、技术要求、涂装施工、涂装检查、运输/贮存/安装、质量验收、涂层的保养和维护、效果评估等技术要求;沿海及海上风电桩基基础阴极保护系统的技术要求、系统设计、制造、安装、试验方法、检验规则、安装程序、试运行、系统记录和文件、运行和维护等技术要求;海上风电机组腐蚀状态监检测系统和监检测数据管理系统的技术要求。 本文件适用于沿海及海上风电机组生命周期中有关腐蚀控制活动的管理。 本次修订增加了以下内容: 1、按照GB/T 33314-2016腐蚀控制工程全生命周期通用要求的规定增加了针对风机采用的涂料防护体系,复层矿脂包覆,阴极保护系统和腐蚀监检测系统腐蚀控制系统的全生命周期提出了要求; 2、增加了浪花飞溅区采用包覆重防腐技术的方案和方法; 3、对腐蚀控制系统增加了物联和智能控制的要求; 4、增加了腐蚀监检测系统数据处理和智能化的要求。