風電塔筒的焊接和表面缺陷對防腐蝕的危害及修整方法

張學森 李 丹

（1.中廣核新能源控股有限公司，北京 100071；2.保定建業集團有限公司，河北 保定 071000）

1 概述

做為清潔能源的風電行業，近年在國內取得較大發展，作為對主機及葉片起支撐做用的塔筒，不僅其材料焊接質量是重中之重，防腐質量也越來越受到業主的重視，不但要保證油漆在設備運行期內不發生銹蝕，還要保證油漆外觀質量不能存在明顯表面缺陷，漆膜厚度不勻，色差等表面問題。而由于塔筒體積非常大，防腐過程中對塔筒的支撐及轉動，為防腐提供理想的操作環境，就成為影響防腐效果的重要因素。

2 焊接缺陷

2.1 焊接氣孔

焊接氣孔是指焊接時，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。一般以圓形空洞的形式出現，本文只討論出現于焊縫表面的開放型氣孔。此類氣孔在塔筒防腐蝕表面修整過程中，以噴砂的方式無法消除，在涂裝過程中涂料往往不能充分滲入，以至于產生漏涂和針孔缺陷。在產品的使用過程中，此位置極易產生銹蝕，影響焊縫的強度和風力發電機組的使用壽命。

2.2 焊渣、焊接飛濺物

在實際生產過程中作者也多次發現因焊渣、焊接飛濺物等未清理完全而造成的防腐蝕缺陷。在焊渣位置由于表面尖端使其所在區域漆膜厚度不均勻，影響油漆的附著力，且焊渣脫落后該區域將失去防護，可能造成工件腐蝕。故綜合實際生產和相關技術標準，建議在風電塔筒的防腐蝕生產過程中對于焊渣和焊接飛濺物采取打磨的方式清理干凈，打磨后表面應該光滑、平整。

3 風電塔筒的防腐措施

3.1 選用合格的防腐蝕涂料

適合運用風力發電的地方，應具備風速快、人煙稀少、地面廣闊等特點，例如我國的新疆、內蒙、甘肅、海域等地區，這就要根據實際應用環境，解決風電塔筒的耐風沙吹蝕性能、防海洋大氣、鹽霧、浪花等問題，而隨著我國風電行業的快速發展，專用的配套防腐蝕涂料的用量逐年增加，我國幅員遼闊，南北方氣候各有不同，其所要求的防腐蝕技術也不盡相同，因此，在選用防腐蝕涂料時，應充分考慮到自然環境的影響，選用綜合性能優異，且能根據不同環境下的腐蝕情況的有效實驗數據而設計出的處于國際先進水平的防腐蝕涂料產品，以此進行風電塔筒的防腐蝕保護，確保其在沙漠環境、工業大氣環境、海洋環境等環境下不被腐蝕，延長風力發電設施的使用壽命，降低其維護的費用。目前我國大部分風電塔筒沿用的是歐美標準的聚氨酯涂料，這類涂料技術比較成熟，相對耐侯性也較好，但是壽命有限，需要經常進行維護甚至重涂。重涂的裝卸、運輸以及停機維修費用極為高昂，遠高于初次涂裝的涂料本身的成本費用，其設備維護成本和安全隱患也居高不下。近來有涂料廠家針對這個問題，推出高性能長效防護的氟碳體系涂料，具有超強的耐候性和耐沾污性、耐粉化、保光保色性極強，還具有優異的物理機械性能，能對底材起到屏蔽的作用，只需20 微米的膜厚就達到滿足40年的防腐要求，其漆膜年損耗量低，在風機正常使用壽命期內，不需要進行維護或只需一次維護，延長涂裝保護層的有效使用壽命，可大幅提升風電塔筒的使用壽命、減少維護成本。

3.2 沿用恰當的防腐技術施工工藝

風電塔筒的防腐是一項巨大的工程，只有沿用恰當的工藝加以維修，才能達到事半功倍的效果。進行塔筒外表面的維修，首先應處理其局部銹蝕部位的表面，可采用噴射的方法去除風電塔筒被氧化的銹蝕層和舊涂層等銹蝕部位，與傳統的手工打磨方法相比，噴射的方法更能徹底地去除被氧化甚至產生坑蝕鋼板深層的銹蝕和舊涂層，其被處理部位邊緣采用動力砂輪打磨形成有梯度的過渡層以便進行油漆施工后有一個平滑光順的表面。其次，按照原始配套方案進行手刷或者滾涂底漆，在不污染邊緣的原始涂層，有效地控制底漆消耗的情況下，使其達到規定的漆膜厚度。再次，為保證涂層能達到原始配套的施工漆膜厚度，可采用刷涂或噴涂的方法進行中涂漆施工，此時應注意對邊緣區域進行保護遮擋，有效的控制消耗，保證外觀效果。最后，根據防腐施工的不同方案，進行不同的面漆噴涂方法，如局部修補可沿用前面幾個步驟后進行噴涂或刷涂面漆，以達到原始的設計厚度要求，若是全部面漆修補的話，應在中間漆施工達到厚度標準后對整個塔筒外邊面進行徹底的清潔，使得被涂表面徹底得以清潔后再進行整體的面漆噴涂，確保風電塔筒的外觀顏色能長久靚麗光澤，并對塔筒表面起到一定的封閉作用。

4 結語

由于觀察條件和觀察對象的制約，本文僅對比較常見的幾種焊接和表面缺陷對于塔筒防腐蝕的危害及修整方法進行了簡單分析，未系統地對所有焊接和表面缺陷對防腐蝕的影響進行分析論證，也未對防腐蝕涂層的失效機理進行量化分析。希望以本文為契機，引起各位同行的重視，以更多的實例分析和試驗一起對風電塔筒或與之類似的鋼結構表面防腐蝕技術進行更加深入的研究，提高現有的防腐蝕技術水平，并編寫相應的技術報告，作為鋼結構類防腐蝕施工的重要參考。