海上风电塔架新型防护涂层体系的设计方法与应用技术

本发明专利技术提供了一整套由钛基石墨烯重防腐涂层新材料构建的海上风电塔架新型涂层防护体系设计方案，从设计选材(冷涂锌底漆、重防腐底漆、重防腐面漆)到针对系统的不同海况区域，采取了不同设计方案和实施方法，并通过新旧材料性能的对比分析，证明了本发明专利技术的技术先进性和可信性，系统地阐述了应用过程需要把握的关键技术要点及施工技术规范，由此构建出一整海上风电塔架新型涂层防护体系。上风电塔架新型涂层防护体系。上风电塔架新型涂层防护体系。

【技术实现步骤摘要】
海上风电塔架新型防护涂层体系的设计方法与应用


[0001]本专利技术属于新材料及其应用新
，所涉及的是一整套钛基石墨烯重防腐涂层新材料在海上风电塔架新型涂层防护体系的构建设计。

技术介绍

[0002]海上风电，不同于陆上风电，与陆地环境相比，海洋环境更为严酷恶劣，高温、高湿、高盐、强紫外线、海泥、海水、浪花飞溅、海洋大气以及持续的机械损伤、磨蚀、腐蚀等综合因素的影响是海洋工程装备安全服役面临的主要威胁。同时海上风电由于其特殊的地理环境和技术要求，维修费用极高。如海洋腐蚀不但给海上风电机组带来巨大安全隐患，缩短机组运营寿命，也大大增加了风电的建设投资和运行维护成本。海洋装备防护技术已成为海上风电亟待解决的突出问题，而防腐蚀设计就构成了海上风电场设计的重要组成部分。
[0003]目前建成的海上风电场绝大多数为近海风电场，受到的限制因素较多。而在水深超过50米的深远海区域建设风电场，风速更大，风力更强，受限制减少，大兆瓦机组可以大幅提高发电量，节约运维成本，这是当前海上风电发展的趋势。然而在深海区域，环境较为复杂，大的风浪对风电机组的腐蚀防护提出了更高的要求。海上风电服役寿命一般设计要求超过20年以上。因此对于海上风电防腐涂层系统的有效运行时间要求一般需要超过25年。据统计推测，修复海上风电机组防腐涂装的成本是车间生产成本的50倍。因此，高性能防腐涂层系统不仅对海上风电延长使用寿命和安全服役具有重要意义，也更具有重要的经济价值。因此开展海洋风电防腐技术及装备的研究与实践，对我国海洋风电产业快速健康发展更具有重大的战略意义。
[0004]在国家标准《沿海及海上风电机组防腐技术规范》(GB/T 33423
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2016)表1中所示，目前所选用的防腐涂料基本上都是环氧和聚氨酯系传统防腐涂料。这类防腐材料已经沿用了几十年，至今仍在使用。多年来的实践经验和试验数据证明，环氧系防腐涂料在海洋气候环境下会发生严重粉化现象，而脂肪族聚氨酯防腐涂料虽然耐候性强于环氧涂料，但面对海洋严酷腐蚀环境，材料老旧加上性能缺陷，即使厚涂600～1000微米，也很难保证在海洋环境下服役20年不失效。这是由涂层成膜物特性本身所决定的，理论上可以这样设计，但实际应用上是不可行的技术方案。
[0005]为解决海上风电塔筒(架)的长效性防护，必须跳出传统防腐材料的框架，在涂层防护设计上选用新技术、新材料、新产品，进行合理选材、科学配套，才能保证复合涂层体系在海洋环境下服役的长效性和耐久性。

技术实现思路

[0006]本专利技术构建的海上风电塔筒(架)新型防护涂层体系的技术方案，完全颠覆了传统防腐涂层体系的设计，采用的新技术、新材料和新产品均属于原创性知识产权专利技术专利集成技术。
[0007]具体技术方案如下：
[0008]本专利技术的第一方面提供了一种海上风电塔架涂层防护体系的设计方法，针对海上风电塔架的不同区域和工位，采取不同的涂层防护设计方案和涂层材料。
[0009]在其中一个实施例中，所述涂层材料包括钛基石墨烯冷涂锌防腐涂料和钛基石墨烯海洋重防腐涂料。
[0010]本专利技术的第二方面提供了一种海上风电塔架防腐涂层体系，所述海上风电塔架依据海况区域，包括海洋大气、浪溅、潮差区域以及海水全浸区域，所述海上风电塔架防腐涂层体系包括：
[0011]所述海洋大气区域的塔筒外表面海上部位，涂层设计为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆、钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；
[0012]所述海洋大气区域的塔筒内表面，涂层设计为钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；
[0013]所述海洋大气、浪溅、潮差区域的套管架及桩基的外表面，涂层设计为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆、钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；
[0014]所述海洋大气、浪溅、潮差区域的套管架及桩基的内表面，涂层设计为钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；
[0015]所述海洋大气、浪溅、潮差区域的其他金属配件的表面，涂层设计为钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；
[0016]所述海水全浸区域的套管架及桩基的外表面，涂层设计为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆、钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；
[0017]所述海水全浸区域的套管架及桩基的内表面，涂层设计为钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆。
[0018]在其中一个实施例中，所述海洋大气区域的塔筒外表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆80μm、钛基石墨烯海洋重防腐底漆150μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆120μm，合计总干膜厚度为350μm；
[0019]所述海洋大气区域的塔筒内表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯海洋重防腐底漆120μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆120μm，合计总干膜厚度为240μm；
[0020]所述海洋大气、浪溅、潮差区域的套管架及桩基的外表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆80μm、钛基石墨烯海洋重防腐底漆300μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆220μm，合计总干膜厚度为600μm；
[0021]所述海洋大气、浪溅、潮差区域的套管架及桩基的内表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯海洋重防腐底漆200μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆300μm，合计总干膜厚度为500μm；
[0022]所述海洋大气、浪溅、潮差区域的其他金属配件的表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯海洋重防腐底漆120μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆200μm，合计总干膜厚度为320μm；
[0023]所述海水全浸区域的套管架及桩基的外表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆80μm、钛基石墨烯海洋重防腐底漆120μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆200μm，合计总干膜厚度为400μm；
[0024]所述海水全浸区域的套管架及桩基的内表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨
烯海洋重防腐底漆120μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆200μm，合计总干膜厚度为320μm。
[0025]本专利技术的第三方面提供了一种海上风电塔架，包括上述的海上风电塔架防腐涂层体系。
[0026]本专利技术的第四方面提供了一种海上风电塔架防腐涂层体系的涂装方法，包括以下步骤：
[0027]提供海上风电塔架，所述海上风电塔架依据海况区域，包括海洋大气区域、海洋大气、浪溅、潮差区域以及海水全浸区域；
[0028]在所述海洋大气区的塔筒的外表面，依次涂覆第一钛基石墨烯冷涂锌底漆、第一钛基石墨烯防腐底漆和第一钛基石墨烯防腐面漆；
[0029]在所述海洋大气、浪溅、潮差区域的套管架及桩基的外表面，依次涂覆第二钛基石墨烯冷涂锌底漆、第二钛基石墨烯防腐底漆和第二钛基石墨烯防腐面漆；
[0030]在所述海水全浸区域的套管架及桩基的外表面，依次涂覆第三钛基石墨烯冷涂锌底漆、第三钛基石墨烯防腐底漆和第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电塔架涂层防护体系的设计方法，其特征在于，针对海上风电塔架的不同区域和工位，采取不同的涂层防护设计方案和涂层材料。2.根据权利要求1所述的海上风电塔架涂层防护体系的设计方法，其特征在于，所述涂层材料包括钛基石墨烯冷涂锌防腐涂料和钛基石墨烯海洋重防腐涂料。3.一种海上风电塔架防腐涂层体系，其特征在于，所述海上风电塔架依据海况区域，包括海洋大气、浪溅、潮差区域以及海水全浸区域，所述海上风电塔架防腐涂层体系包括：所述海洋大气区域的塔筒外表面海上部位，涂层设计为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆、钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；所述海洋大气区域的塔筒内表面，涂层设计为钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；所述海洋大气、浪溅、潮差区域的套管架及桩基的外表面，涂层设计为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆、钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；所述海洋大气、浪溅、潮差区域的套管架及桩基的内表面，涂层设计为钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；所述海洋大气、浪溅、潮差区域的其他金属配件的表面，涂层设计为钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；所述海水全浸区域的套管架及桩基的外表面，涂层设计为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆、钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆；所述海水全浸区域的套管架及桩基的内表面，涂层设计为钛基石墨烯海洋重防腐底漆和钛基石墨烯海洋重防腐面漆。4.根据权利要求3所述的海上风电塔架防腐涂层体系，其特征在于，所述海洋大气区域的塔筒外表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆80μm、钛基石墨烯海洋重防腐底漆150μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆120μm，合计总干膜厚度为350μm；所述海洋大气区域的塔筒内表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯海洋重防腐底漆120μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆120μm，合计总干膜厚度为240μm；所述海洋大气、浪溅、潮差区域的套管架及桩基的外表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆80μm、钛基石墨烯海洋重防腐底漆300μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆220μm，合计总干膜厚度为600μm；所述海洋大气、浪溅、潮差区域的套管架及桩基的内表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯海洋重防腐底漆200μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆300μm，合计总干膜厚度为500μm；所述海洋大气、浪溅、潮差区域的其他金属配件的表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯海洋重防腐底漆120μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆200μm，合计总干膜厚度为320μm；所述海水全浸区域的套管架及桩基的外表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯冷涂锌防腐底漆80μm、钛基石墨烯海洋重防腐底漆120μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆200μm，合计总干膜厚度为400μm；所述海水全浸区域的套管架及桩基的内表面，涂层体系设计厚度分别为钛基石墨烯海洋重防腐底漆120μm和钛基石墨烯海洋重防腐面漆200μm，合计总干膜厚度为320μm。

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文斌，张驰，罗剑英，易俊松，罗秋飞，欧阳清，刘小江，蒋涛，罗秋辉，杨小刚，吴建周，叶元超，叶忠生，余松，罗汉，
申请(专利权)人：湖南邦泽科技有限公司泽铱佛山工业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：