摘 要 :分析了我國“三北”地區(qū)、東南沿海地區(qū)以及黃河以南內(nèi)陸地區(qū)風(fēng)電場的氣候特點和腐 蝕環(huán)境，并針對性地提出不同區(qū)域的氣候環(huán)境下風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的不同零部件、不同部位應(yīng)采取不同 的防腐技術(shù)，為大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電場提供借鑒。

引言

隨著石化能源的日漸枯竭，低碳和綠色環(huán)保的 呼聲日益高漲，以及世界各國對氣候變化的重視和 關(guān)注，以風(fēng)能為代表的可再生能源因其資源豐富、易 于轉(zhuǎn)換和利用、分布廣泛及無污染等特性，近年來在 世界范圍內(nèi)得到了廣泛開發(fā)和利用，特別是我國風(fēng) 電的發(fā)展尤為迅速，中國風(fēng)電開發(fā)和利用規(guī)模已處 于世界領(lǐng)先地位。開發(fā)和利用風(fēng)能等可再生能源既 是我國當(dāng)前調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排、合理控制能 源消費總量的迫切需要，也是我國未來能源可持續(xù) 利用和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的必然選擇。國家能源局 于 2012 年 8 月發(fā)布了《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī) 劃》，該《規(guī)劃》確定了可再生能源發(fā)展的基本原則 : 市場機制與政策扶持相結(jié)合、集中開發(fā)與分散利用 相結(jié)合、規(guī)模開發(fā)與產(chǎn)業(yè)升級相結(jié)合、國內(nèi)發(fā)展與 國際合作相結(jié)合?！笆濉睍r期可再生能源發(fā)展的 總體目標(biāo)是 :到 2015 年可再生能源年利用量達(dá)到 4.78 億 t 標(biāo)準(zhǔn)煤，其中商品化可再生能源年利用量達(dá) 到 4 億 t 標(biāo)準(zhǔn)煤，在能源消費中的比重占 9.5% 以上。

其中到 2015 年，累計并網(wǎng)風(fēng)電裝機達(dá)到 1 億 kW，年 發(fā)電量超過 1 900 億 kW·h，其中海上風(fēng)電裝機達(dá)到 500 萬 kW，基本形成完整的、具有國際競爭力的風(fēng) 電裝備制造產(chǎn)業(yè)。到 2020 年，累計并網(wǎng)風(fēng)電裝機達(dá) 到 2 億 kW，年發(fā)電量超過 3 900 億 kW·h，其中海上 風(fēng)電裝機達(dá)到 3 000 萬 kW，風(fēng)力發(fā)電成為電力系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)的重要能源。由于我國地域遼闊，各地氣候環(huán)境 差別大，而且不同地區(qū)風(fēng)電場的腐蝕環(huán)境大相徑庭， 因此針對不同區(qū)域的風(fēng)電場安裝和運行的風(fēng)電設(shè)備 所要求的防腐技術(shù)和涂裝體系也不相同。為了更好 地保護(hù)不同區(qū)域風(fēng)電場的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備免遭腐蝕侵 害，提高風(fēng)力發(fā)電設(shè)備服役期的可靠性和發(fā)電量，本 文針對我國不同區(qū)域風(fēng)電場的腐蝕環(huán)境和腐蝕因素 進(jìn)行具體分析，并就不同區(qū)域風(fēng)電場的風(fēng)力發(fā)電設(shè) 備相應(yīng)的防腐技術(shù)和涂裝體系進(jìn)行闡述。

1 風(fēng)電場的腐蝕環(huán)境分析及防腐技術(shù)應(yīng)用 首先，從風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝和運行的區(qū)域環(huán)境

來看，近年來，我國安裝和運行的風(fēng)電場主要分布在“三北”（東北、西北、華北）地區(qū)、東南部沿海地區(qū)（山 東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東和海南等沿海地 區(qū)）以及風(fēng)能資源豐富的黃河以南的內(nèi)陸地區(qū)（包括 云貴、廣西、江西、安徽、河南、湖南、湖北等）。

其次，從風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)來說，大型風(fēng)力發(fā) 電設(shè)備是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機械能，再將機械能轉(zhuǎn)換為 電能，輸送和并入電網(wǎng)。在風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機械能再轉(zhuǎn)換 成電能的過程中，一套風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為了實現(xiàn)其功 能的轉(zhuǎn)換而由若干個系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和零部件組成。而其 零部件大多數(shù)采用碳鋼、鑄鐵等金屬材料，還有電氣 設(shè)備的電氣元器件等，因此解決風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的防 腐蝕問題首先必須從風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的安裝運行環(huán)境 和腐蝕介質(zhì)入手，其次必須從風(fēng)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)和所 使用材料的特性進(jìn)行具體剖析和針對性地處理。雖

然大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是其基本 結(jié)構(gòu)大體上由風(fēng)輪（葉片、輪轂）、風(fēng)輪軸、調(diào)速裝置、 發(fā)電機、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機艙、偏航系統(tǒng)、塔 架、支撐結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、控制系統(tǒng)等部分組成。

對于不同區(qū)域風(fēng)電場安裝和運行的風(fēng)力發(fā)電設(shè) 備，從防腐涂裝的角度來說，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的機艙 系統(tǒng)（包括發(fā)電機、齒輪箱、偏航和液壓系統(tǒng)等）、 葉輪系統(tǒng)（葉片和輪轂系統(tǒng)）、樁基基礎(chǔ)及支撐結(jié) 構(gòu)（塔架），以及電氣系統(tǒng)和電氣元器件等都是防腐 防護(hù)的重點，有些系統(tǒng)和零部件也是防腐防護(hù)的難 點。一般風(fēng)電場的腐蝕環(huán)境按照不同區(qū)域的劃分是 根據(jù) ISO 12944—2《色漆和清漆 :防護(hù)涂料體系對 鋼結(jié)構(gòu)的防腐保護(hù) - 環(huán)境分類》來進(jìn)行的。具體如1所示。

風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的可靠性和耐久性是衡量風(fēng)力發(fā) 電設(shè)備的投資回報期和經(jīng)濟(jì)效益的一個重要依據(jù)。依據(jù) ISO 12944 標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，一般風(fēng)力發(fā)電設(shè)備 要求其防腐防護(hù)年限在 15 a 以上，達(dá)到風(fēng)力發(fā)電設(shè) 備相同的 20 a 壽命要求。而針對在海洋環(huán)境下的風(fēng) 力發(fā)電設(shè)備，由于安裝和調(diào)試時間長，其設(shè)備的防腐 防護(hù)年限要求在 25 a 以上，特別是針對海上風(fēng)電導(dǎo) 管架鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，其防腐防護(hù)目標(biāo)要求達(dá)到 30 a 的 壽命。

1.1 “三北”地區(qū)風(fēng)電場的腐蝕環(huán)境及防腐技術(shù) 我國“三北”（東北、西北、華北）地區(qū)基本上包

括東北三?。ê邶埥?、吉林、遼寧）、京津地區(qū)、內(nèi)蒙 古、山西、新疆及陜甘寧地區(qū)，這些地區(qū)的風(fēng)能資源 豐富，十分有利于風(fēng)力發(fā)電。但是由于“三北”地區(qū) 的地域廣闊，緯度跨度大，溫度和濕度的差別大。在 冬季低溫天氣下，空氣密度增大，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在同 等風(fēng)速下的輸出功率增大，如果控制系統(tǒng)處理不當(dāng)， 容易出現(xiàn)超發(fā)甚至超負(fù)荷的情況，給設(shè)備帶來危害。另外一個不容忽視的因素是冬、春季霧多和雪多，空 氣濕度大，再加上溫度降低，在飽和氣溫 -20°C以下 時，容易出現(xiàn)所謂“霧凇”現(xiàn)象，風(fēng)機葉片表面會“結(jié) 晶”，有時甚至在葉片表面會附著不規(guī)則冰凌，增加方法。具體工藝是先對零部件（軸承、法蘭）表面進(jìn) 行噴砂除銹，表面噴砂處理要求達(dá)到 Sa 3 級，粗糙度 一般為 50~100 μm，使基材表面完全露出金屬光澤。再在乙炔 - 氧焰加熱或電加熱情況下將不斷送出的 鋅（鋁）絲融化，并用壓縮空氣將融化的鋅（鋁）顆粒 吹附到零部件表面，以形成一層蜂窩狀的鋅（鋁）噴 涂層（一次厚度可達(dá) 50~100 μm），其噴鋅（鋁）層表 面宜加涂膜厚小于 30 μm 左右的有機封閉漆，從而確 保封閉漆滲入到噴涂金屬層且封閉孔隙。

安裝于“三北”地區(qū)陸上及沙漠地區(qū)的風(fēng)機葉片 容易遭受到沙塵和冰雪的磨蝕，由于風(fēng)機葉片直接 關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電效率及使用壽命，因此 設(shè)計的葉片防護(hù)涂層體系不僅要能滿足風(fēng)電葉片的 耐磨蝕、耐老化，以及提高設(shè)備使用壽命的要求，并 且要能實現(xiàn)少維護(hù)、延長維護(hù)周期，從而提高風(fēng)機葉 片的可靠性，“三北”地區(qū)風(fēng)機葉片的防護(hù)涂層體系 一般設(shè)計如表 2 所示。

風(fēng)機葉片防護(hù)涂層適用于輥涂、空氣噴涂及高壓 無氣噴涂設(shè)備的施工，固化時成膜快，實現(xiàn)底涂和面 涂的一體化，從而減少涂裝作業(yè)時間，提高施工效率。

1.2 東南沿海地區(qū)風(fēng)電場的腐蝕環(huán)境及防腐技術(shù)

我國東南沿海地區(qū)，其海域包括渤海、黃海、東 海、南海四大海域，這些海域地區(qū)涵蓋山東、江蘇、 上海、浙江、福建、廣東和海南等沿海省份，其分別 屬于溫帶（山東）、亞熱帶（江蘇、上海、福建、廣東）、 熱帶（海南及廣東雷州半島）海洋性氣候區(qū)，年平均 氣溫大都在 10°C或 25°C以上。盛行的海陸風(fēng)把含有 鹽分的水氣吹向風(fēng)電場與設(shè)備元器件大面積接觸，葉片表面粗糙度，導(dǎo)致葉片翼型和重心的改變，降低 翼型的氣動性能，甚至有可能導(dǎo)致設(shè)備損毀和風(fēng)機 倒塌等事故。在此情況下必須停機運行和檢修維護(hù)， 從而降低風(fēng)機的輸入功率和導(dǎo)致發(fā)電量損失。特別 是在西北和內(nèi)蒙古的局部地區(qū)，容易發(fā)生沙塵暴、冰 雹和冰凍等自然災(zāi)害，沙塵暴對葉片表面涂層破壞 很大，而且玻璃纖維、環(huán)氧樹脂部分受紫外線照射會 產(chǎn)生老化，這些都對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的安全運行造成 嚴(yán)重的威脅。

根據(jù) ISO 12944—2 標(biāo)準(zhǔn)的腐蝕環(huán)境分類，位于 “三北”地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的機艙和葉輪（輪轂和 葉片）外部、以及基礎(chǔ)環(huán)和塔架筒體外表面屬于 C3 腐蝕類型，機艙和輪轂及塔筒內(nèi)部屬于 C2 腐蝕類 型。按照 C3-C2 的腐蝕環(huán)境等級及 15 a 防腐防護(hù)壽 命要求，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的防腐涂層參考 ISO 12944— 5 來設(shè)計膜厚。“三北”地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備內(nèi)部和 內(nèi)表面，采用的涂層體系為 :環(huán)氧富鋅底漆 + 環(huán)氧 云鐵中間漆 + 聚氨酯面漆，也可采用環(huán)氧富鋅底 漆 + 環(huán)氧面漆的 2 層涂層結(jié)構(gòu)，其干膜總厚度一般 為 180 μm 左右?！叭薄钡貐^(qū)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備外部 和外表面采用的涂料體系為 :環(huán)氧富鋅底漆 + 環(huán)氧 云鐵中間漆 + 聚氨酯面漆，其干膜總厚度一般設(shè)計為240 μm左右。對于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的整流罩和機艙罩的鋼結(jié)構(gòu)支架、塔筒內(nèi)的電纜橋架、鋼結(jié)構(gòu)梯子、扶欄以及其 他結(jié)構(gòu)和形狀比較復(fù)雜的管件和鋼構(gòu)件等可采用熱 浸鍍鋅技術(shù)進(jìn)行保護(hù)，熱浸鍍鋅技術(shù)一般被用于受 大氣腐蝕較嚴(yán)重且不需維修的風(fēng)電機組零部件的防 腐防護(hù)中。

對于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的高強度連接螺栓（一般針 對 8.8 級以上螺栓螺母墊片），如基礎(chǔ)錨固螺栓、葉片 與輪轂的連接螺栓、每節(jié)塔筒的連接螺栓等通常采 用達(dá)羅克技術(shù)（或無鉻鋅鋁涂層技術(shù)）來進(jìn)行防腐蝕 處理。達(dá)克羅（鋅鉻涂層）技術(shù)是目前應(yīng)用比較普遍 的一種金屬表面防腐處理技術(shù)。與電鍍鋅、熱浸鍍鋅 等工藝技術(shù)相比，鋅鉻涂層具有防腐性優(yōu)良、不產(chǎn)生 氫脆等特點。其鍍層厚度一般為 2~12 μm。

風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的軸承、塔筒的連接法蘭等采用 熱噴鋅（鋅 / 鋁合金）涂層，這是一種長效的防腐蝕鹽霧中高濃度的 NaCl 迅速分解為 Na+ 離子和 Cl- 離 子，與金屬材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成強酸性的金屬鹽， 在葉片表面形成覆蓋層，嚴(yán)重影響了葉片的氣動性 能 ;并經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)后使設(shè)備原有的強度 遭到破壞，生成氧化物使電氣觸點接觸不良，導(dǎo)致電 氣設(shè)備故障或毀壞，使風(fēng)力發(fā)電機組承受最大載荷 的能力大大降低，不能達(dá)到設(shè)計運行要求，給設(shè)備安 全運行帶來嚴(yán)重后果，給風(fēng)場的安全、經(jīng)濟(jì)運行造成 很大的影響。

海上風(fēng)電基礎(chǔ)大致上分為兩種，即在沿海灘涂 和潮間帶的混凝土底座式基礎(chǔ)，以及在近海地區(qū)的 導(dǎo)管架式基礎(chǔ)。底座式風(fēng)機由管樁上澆筑鋼筋混凝 土承臺，承臺上固定風(fēng)機塔筒。其中混凝土承臺部分 由于在海上現(xiàn)場施工，環(huán)境復(fù)雜，氣候惡劣，鹽霧多， 濕度大，潮汐間隔短，施工難度大，后續(xù)維修困難， 所以其防腐涂層質(zhì)量要求更為嚴(yán)格，防腐周期越長 越好。導(dǎo)管架式基礎(chǔ)類似于船舶和海工平臺。但是， 由于深海海上風(fēng)電場是無人居住的，并且嚴(yán)格限制 人員的接近，因此海上風(fēng)電設(shè)施相比海上平臺更難 做到定期對防腐涂層進(jìn)行檢修，因此其腐蝕保護(hù)的 要求更嚴(yán)格。海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的主機、塔架和導(dǎo)管 架基礎(chǔ)腐蝕情況又可根據(jù)其部位所處的環(huán)境不同分 為水上部位及水下部位。

與浸于海水中的鋼鐵腐蝕不同，海洋環(huán)境對金 屬的腐蝕同其它環(huán)境中的大氣腐蝕一樣是由于潮濕 的氣體在物體表面形成一個薄水膜而引起的。這種 腐蝕大多發(fā)生在海上的船只、海上平臺以及沿岸碼 頭設(shè)施上。海洋大氣中相對濕度較大，同時由于海 水飛沫中含有氯化鈉粒子，所以對于海洋鋼結(jié)構(gòu)來 說，空氣的相對濕度都高于它的臨界值。因此，海洋 環(huán)境中的鋼鐵表面很容易形成有腐蝕性的水膜。薄 水膜對鋼鐵的作用而發(fā)生大氣腐蝕的過程，符合電 解質(zhì)中電化學(xué)腐蝕的規(guī)律。這個過程的特點是氧特 別容易到達(dá)鋼鐵表面，鋼鐵腐蝕速度受到氧極化過 程控制。空氣中所含雜質(zhì)對大氣腐蝕影響很大，海 洋大氣中富含大量的海鹽粒子，這些鹽粒子雜質(zhì)溶 于鋼鐵表面的水膜中，使這層水膜變?yōu)楦g性很強 的電解質(zhì)，加速了腐蝕的進(jìn)行。與干凈大氣的冷凝 水膜相比，被海霧周期飽和的空氣能使鋼的腐蝕速

度增加幾倍。在距離海岸近的，特別是在距海岸 200 m 以內(nèi)的大氣區(qū)域中的金屬材料，強烈地受到海洋大 氣的影響。離海岸 24 m 處的鋼鐵腐蝕比 240 m 處大 12 倍。

除了海鹽、濕度、溫度等大氣環(huán)境腐蝕因素，風(fēng) 機塔架基座還受到海浪的飛濺，飛濺區(qū)的下部經(jīng)常 受到海水短時間的浸泡，干濕交替頻繁，該部位海鹽 含量遠(yuǎn)高于大氣區(qū)，而且氧在飛濺區(qū)含量較高，其去 極化作用促進(jìn)了鋼樁的腐蝕。此外，海浪的沖擊對保 護(hù)涂膜也具有相當(dāng)?shù)钠茐牧Γ垢g加速。因此，碳 鋼在飛濺區(qū)的腐蝕速度要遠(yuǎn)大于其他區(qū)域。海上風(fēng) 機塔架底部處于飛濺區(qū)，一般采用無機環(huán)氧或玻璃 鱗片環(huán)氧涂層保護(hù)體系。

從高潮位到低潮位的區(qū)域稱為潮差區(qū)。在潮差 區(qū)的風(fēng)機塔架鋼鐵表面經(jīng)常與飽和空氣的海水相接 觸，加劇了鋼鐵的腐蝕。在冬季有流冰的海域，潮差 區(qū)的鋼鐵設(shè)施還會受浮冰的撞擊。

承臺下部到海面部位屬于潮差區(qū)和飛濺區(qū)，是 海上風(fēng)機防腐的重點。風(fēng)機導(dǎo)管架平臺的中下部位 及鋼樁等長期浸泡在海水中，溶解氧、海流、鹽度、 污染和海生物等因素對鋼鐵造成多方面腐蝕影響， 其中，溶解氧和海鹽對該部位的腐蝕起著主導(dǎo)作用。海生物，如苔蘚蟲、石灰蟲、藤壺和海藻等的污損， 對風(fēng)機塔架碳鋼的腐蝕影響較大。在此一般采用環(huán) 氧底漆 + 玻璃鱗片環(huán)氧涂層系統(tǒng)。

淺海和沿海灘涂的底座式風(fēng)機需將鋼樁打入海 泥區(qū)內(nèi)，海泥區(qū)主要由海底沉積物以及飽和海水的 土壤所構(gòu)成，是一種比較復(fù)雜的腐蝕環(huán)境，既有土 壤的腐蝕特點，又有海水的腐蝕行為。海泥區(qū)含鹽度 高，電阻率低，但由于氧濃度十分低，其對塔架鋼構(gòu) 的腐蝕速度比全浸區(qū)要低。此外，海泥中含有的硫酸 鹽還原菌在缺氧環(huán)境下生長繁殖，也成為鋼材腐蝕 的影響因素之一。在這里，通常是在鋼樁位于流水線 以下的外壁上焊接鋅塊而采用犧牲陽極的陰極保護(hù) 來防止腐蝕。也可結(jié)合采用防腐涂料，涂層一般不需 太厚。

根據(jù) ISO 12944—2《色漆和清漆 :防護(hù)涂料體系 對鋼結(jié)構(gòu)的防腐保護(hù) - 環(huán)境分類》的規(guī)定，按照東南 沿海地區(qū)的海上風(fēng)電機組結(jié)構(gòu)特點及區(qū)域范圍，海上風(fēng)電塔筒、主機（機艙系統(tǒng)和葉輪系統(tǒng)）的外部屬于 海洋大氣區(qū) C5-M 腐蝕類別 ;其內(nèi)表面屬于 C4 腐蝕 類別。海上風(fēng)電導(dǎo)管架基礎(chǔ)根據(jù)其結(jié)構(gòu)所處的部位分 別處于海洋大氣區(qū)、海水浪濺區(qū)、潮差區(qū)及海水浸泡（海泥）區(qū)，其環(huán)境腐蝕類別為 C5-M 及 Im2。對于主機機艙和輪轂及塔架內(nèi)外部金屬零部件的防腐防護(hù)，除了注重在材質(zhì)選擇上的特殊要求外， 還應(yīng)根據(jù)鋼鐵及鑄件零部件的材料性質(zhì)、所處的部 位和結(jié)構(gòu)特點分別采用熱浸鋅、熱噴鋅、滲鋅（鋁）、 達(dá)克羅等防腐技術(shù)以及涂裝復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)的重防腐 技術(shù)，從而能夠很好地保護(hù)零部件免受海洋環(huán)境下 腐蝕介質(zhì)的侵蝕。主要防護(hù)措施：使用鋅鉻膜涂層 工藝技術(shù)對金屬設(shè)備進(jìn)行表面處理，在材料端面形 成保護(hù)膜 ;經(jīng)常巡查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)腐蝕情況后及時 進(jìn)行處理，阻止氯等物質(zhì)對金屬的侵蝕 ;對電氣元器 件集中區(qū)域進(jìn)行密封防潮、降溫保護(hù)以減緩腐蝕速 度。主機機殼和塔架的設(shè)計應(yīng)充分考慮該風(fēng)電場的 熱帶海洋大氣環(huán)境，其涂層設(shè)計符合 ISO 12944—2、 ISO 12944—5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，滿足耐鹽霧腐蝕、耐霉變、 耐紫外線老化、耐雨水和風(fēng)化、耐高溫、良好的附著 力等要求。

海上風(fēng)機塔筒大部分處于海洋大氣區(qū)，塔筒外 表面防腐涂料體系一般采用富鋅底漆 + 環(huán)氧云鐵中 間漆 + 脂肪族聚氨酯面漆，其涂層干膜厚度一般為 360~400 μm。其中，采用玻璃鱗片涂料體系時底漆不 能太厚，面漆也可選用耐久性更好的聚硅氧烷涂料。底層外壁也可采用電弧噴鋅或鋅 / 鋁合金，面層可采 用耐候性優(yōu)良的聚氨酯面漆 / 氟碳面漆。塔筒內(nèi)表面 由于不直接接觸海洋大氣環(huán)境和外界陽光直射，腐 蝕環(huán)境相對也弱于外表面，內(nèi)壁選用聚氨酯面漆，其 3 層的涂層干膜厚度一般為 280~300 μm。

主要是季風(fēng)環(huán)流，即夏季多吹偏南風(fēng)，冬季多吹偏北 風(fēng)。年平均氣溫在 13~15°C之間，自南向北遞減。具有 四季分明、雨熱同期、氣象災(zāi)害頻繁、復(fù)雜多樣的特 點。主要的氣象災(zāi)害有旱災(zāi)、雨澇、風(fēng)雹災(zāi)、低溫凍 害和雪災(zāi)，受災(zāi)面積以干旱最多，占 46% ;雨澇次之， 占 25% ;風(fēng)雹第三，占 12% ;低溫凍害和雪災(zāi)面積較 小，分別占 3% 和 2%。其中風(fēng)雹災(zāi)、低溫凍害和雪災(zāi) 均會對風(fēng)機運行產(chǎn)生不利影響。根據(jù)ISO12944—2《色 漆和清漆 :防護(hù)涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)的防腐保護(hù) - 環(huán)境 分類》的規(guī)定，按照黃河以南地區(qū)的風(fēng)電機組結(jié)構(gòu)特 點及氣候區(qū)域劃分，風(fēng)電塔筒、主機（機艙系統(tǒng)和葉 輪系統(tǒng)）的外表面和外部零部件屬于 C4 腐蝕類別 ; 其內(nèi)表面和內(nèi)部零部件屬于 C3 腐蝕類別。

機艙 / 輪轂及塔筒外壁和外部零部件通常采用 : 環(huán)氧（或無機）富鋅底漆 + 環(huán)氧云鐵中間漆 + 聚氨酯面 漆的 3 層涂層結(jié)構(gòu)，涂層干膜厚度一般為 280~300 μm。這種防腐涂層結(jié)構(gòu)的底漆由于高金屬含量鋅粉提供 了很好的陰極保護(hù) ;厚漿型環(huán)氧云鐵中間漆的片狀云 母氧化鐵所形成的“迷宮”效應(yīng)，能夠隔絕水分子、鹽 霧分子向金屬零件表面滲透和腐蝕 ;改性聚氨酯面漆 不僅具有防太陽光及紫外線老化的能力，而且能夠耐 風(fēng)沙、雨雪的侵蝕。塔筒內(nèi)壁和機艙 / 輪轂內(nèi)部的零部 件由于不接觸到外界的陽光直射，耐光老化性相對外 壁要弱，一般采用 :環(huán)氧富鋅底漆 + 環(huán)氧厚漿漆 + 聚 氨酯面漆，總干膜厚度一般為 240~260 μm 左右。

2 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備防腐技術(shù)的應(yīng)用前景和展望

由于陸地上風(fēng)能資源基本開發(fā)完成、以及土地 和風(fēng)能利用效率等因素的驅(qū)動，海上風(fēng)電已成為全 球風(fēng)電行業(yè)未來建設(shè)和發(fā)展的重點。我國已于 2010 年年初出臺《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》，并 啟動了首批海上風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)，海上風(fēng)電的發(fā)展 將對風(fēng)電防腐防護(hù)和保護(hù)涂料提出新的挑戰(zhàn)。

海洋環(huán)境下在風(fēng)電機組的防腐蝕方面也可采用不易發(fā)生腐蝕的金屬材料，如使用不銹鋼、銅或合金等耐腐蝕性材料。但是這種方法導(dǎo)致材料成本大大增加，在滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求的前提下才會選擇。目前，我國風(fēng)電場主要分布已達(dá)24個?。ㄊ?

1.3 黃河以南內(nèi)陸地區(qū)風(fēng)電場的腐蝕環(huán)境及防腐技術(shù) 我國黃河以南的內(nèi)陸地區(qū)，根據(jù)其地域范圍和氣 候特點，其分別屬溫帶、亞熱帶大陸季風(fēng)氣候及高原 性氣候（云貴高原），影響此區(qū)域氣候形成的大氣環(huán)流

區(qū)），風(fēng)機生產(chǎn)商近 80 家，葉片生產(chǎn)企業(yè) 50 多家，塔 筒生產(chǎn)企業(yè)則超過 100 家。而根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián) 合會的統(tǒng)計，國家發(fā)改委和能源局 2020 年裝機規(guī)模 1~1.5 億 kW 的目標(biāo)，在未來幾年間，中國風(fēng)機市場每

年的增長空間均在 1 000 萬 kW 以上，同時風(fēng)電裝備 出口也已逐步成為風(fēng)電行業(yè)新的增長點之一。巨大 的風(fēng)電市場無疑為風(fēng)電保護(hù)涂料開辟了一個穩(wěn)定而 廣闊的市場空間。預(yù)計 2020 年前，我國風(fēng)電保護(hù)涂 料的年均需求量將超過1萬t，其中塔架防腐涂料需 求超過 8 000 t/a，葉片涂料需求超過 2 000 t/a。2010 年，我國推出了《新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》，這進(jìn)一步 推動了風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)及風(fēng)電涂料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

最近，風(fēng)機涂裝所用涂料體系的發(fā)展方向是改 善面漆的性能，采用氟碳樹脂、聚硅氧烷樹脂或有機 硅改性丙烯酸樹脂來提高耐候性及一些基本特性， 尤其是氟碳樹脂及有機硅樹脂可大大提高面漆的耐 候性及耐磨性。另外，近年聚脲新材料已逐漸用于國 家重大工程，如高鐵工程。聚脲除了保護(hù)混凝土，也 可用于鐵材（風(fēng)機塔筒）的防腐保護(hù)。

3 結(jié)語

（1）對于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的防腐防護(hù)，不僅應(yīng)重 視防腐方案設(shè)計和防腐涂層系統(tǒng)選擇，更應(yīng)加強和 重視實際的防腐施工過程和質(zhì)量控制。在開發(fā)和利 用風(fēng)能資源的同時，也應(yīng)關(guān)注和進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電設(shè)備 的防腐蝕技術(shù)等關(guān)鍵性技術(shù)的應(yīng)用和研究，從而更 好地推動風(fēng)電領(lǐng)域的建設(shè)和發(fā)展。

（2）針對不同區(qū)域風(fēng)電場的腐蝕環(huán)境及15 a以 上防腐壽命要求，一般內(nèi)陸及沿岸風(fēng)機塔筒的防腐

蝕涂裝設(shè)計體系為 :環(huán)氧富鋅底漆 + 環(huán)氧中間漆 + 脂肪族聚氨酯面漆。從經(jīng)濟(jì)性和合理性出發(fā)，不同區(qū) 域風(fēng)電場的防腐設(shè)計和施工采用不同的防腐方法和 涂層厚度。

（3）近來年，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的涂裝設(shè)計和施工 也向環(huán)保、水性化、高固體分、低VOC（揮發(fā)性有機 化合物）、高膜厚、施工簡便化的 2 道涂層甚至 1 道涂 層方向發(fā)展。另外，借鑒橋梁和建筑業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗， 氟碳面漆或聚硅氧烷面漆等高性能的防腐涂料產(chǎn)品 在風(fēng)電領(lǐng)域也逐漸被采用，使面漆更耐沙塵、雨雪和 風(fēng)力磨蝕，抗撞擊及抗紫外線，保光保色性更好。

（4）海上風(fēng)電涂料繼陸上風(fēng)電和沿海風(fēng)電后， 對防腐技術(shù)和涂層提出了更新、更高的要求。將作為 風(fēng)電涂料產(chǎn)業(yè)未來的重點發(fā)展方向，從而推動風(fēng)電 涂料產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。