海洋能发电装置的防腐技术概述.pdf

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1、第30卷第3期2011年9月海洋技术OCEANTECHNOLOGYV01．30，No．3Sep，2011海洋能发电装置的防腐技术概述李扬眉，杨立，杨东菊，王海峰(围家海洋技术中心，天津300112)摘要：防腐蚀是海洋能开发利用过程中急需解决的关键技术之一。文中分析研究了海洋能发电装置的腐蚀因素、腐蚀环境以及存在的腐蚀类型．总结了提高防腐蚀的措施，提出了规范化海洋能发电装置防腐蚀的建议。关键词：海洋能；发电；防腐蚀；规范化中图分类号：P74．TGl7文献标志码：B文章编号：1003—2029(2011)03—0108—03能源短缺是当今世界面临的共同问题。在我国能源结构中，化石燃料占总

2、能源供给量的比例过高，沿海地区化石燃料的生产已不能满足目前的需要．严重制约了沿海和海岛地区的社会经济发展，开发利用可再生能源特别是海洋能是促进我国能源结构改善和解决沿海及海岛地区能源短缺问题的重要途径之一。近些年来国内外广泛开展了海洋能发电技术的研究，但海水是一种含有多种盐类的电解质溶液，并溶有一定量的氧．这就决定了海水具有强烈的腐蚀性。海洋能发电装置安装运行后。受海水侵蚀、波浪冲击、日照、海风、季节温度变化以及海生物侵蚀等多种因素的影响，加速了腐蚀，使材料的性能降低，造成结构损坏，从而导致发电装置不能正常T作，不仅造成巨大的经济损失。也严重制约了海洋能发电装置技术的发展。海洋能发电

3、装置的防腐蚀研究也是我国海洋能开发利用过程中急需解决的关键技术之一。1腐蚀海洋中的材料和环境之间发生化学或电化学相互作用就会引起材料的破坏或变质，发生腐蚀现象。腐蚀具有普遍性、隐蔽性、渐进性和突发性的特点。海洋能发电装置主体结构多为金属材料．较易发生腐蚀。1．1海水腐蚀因素造成金属材料在海水、海洋大气及海底泥土中发生腐蚀现象的因素主要有化学、物理、生物等因素。(1)化学因素的作用主要体现在海水中的溶解氧含量，含盐量及电导率等方面。溶解氧含量是影响海水腐蚀速率的重要因素。收稿日期：201l—04—08基金项目：“十一五”国家科技支撑计划《海洋能开发利用关键技术研究与示范》的子项目，海洋

4、能发电系统综合测试研究(2008BAAl5806)(2)影响腐蚀的物理因素有海水流速、波浪、潮汐、温度等，它们影响到溶锵氧的供给，从而加剧腐蚀的速度。(3)在海洋金属上还附着有一些海洋生物，包括海洋动物、植物和微生物。它们会在金属表面生长繁殖，产生腐蚀性物质或促进电化学腐蚀．造成点蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀。1．2海洋发电装置腐蚀环境区域海洋发电装置腐蚀环境按照腐蚀规律可大致分为海洋大气区、潮差飞溅区、海水全浸区、海底泥土区。1．2．1海洋大气区海洋发电装置在海面飞溅带以上的部分为海洋大气区。受日光、风雨、冰雪和高浓度盐雾等作用，腐蚀速率较快，一般阴面比阳面腐蚀严重，距海水近的下部比上部

5、腐蚀严重。在海洋大气区的腐蚀速率一般可达到0．1mm／a。1．2．2潮差飞溅区海洋能发电装置处于涨潮和落潮及海水飞溅达到的部分为潮差飞溅区。受阳光照射、浪花飞溅和冲击、涨潮和落潮时干湿交替、海面漂浮物的撞击和侵蚀、海水电解质腐蚀等多种因素影响．是腐蚀最严重的部分。在潮差飞溅区的腐蚀速率一般为0．3～0．5mm／a，最高可达到lmm／a。蚀坑的深度可达到2mm以上。1．2．3海水全浸区海洋发电装置处于低潮水位下的部分为海水全浸区。表层海水的水温高、氧气近于饱和、生物活性强是水下区腐蚀最强的部分。表层以下部分氧气含量较少，植物性和动物性污染较少，但水温低，压力大，由海水电解质造成的腐蚀相

6、对较轻。在海水全浸区的腐蚀速率一般为0．1～0．2mm／a。而且容易发生严重的局部腐蚀和疲劳腐蚀。1．2．4海底泥土区在海底泥土区中，粘土和细粉沙软泥会含有厌氧硫酸菌而加速腐蚀；海砂中微生物含量较少，腐蚀速率相对低。对于浅海区域，由于陆地污染物的排入，使腐蚀变得复杂。一般会加速腐蚀。对于浅海中埋在海底部分的桩腿。由于氧浓差电池作用，将加快腐蚀。第3期李扬眉，等：海洋能发电装置的防腐技术概述1091．3海洋能发电装置存在的腐蚀类型海洋能发电装置腐蚀类型主要有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、冲击腐蚀、空泡腐蚀、生物腐蚀、电偶腐蚀、疲劳腐蚀等，这些腐蚀类型往往与结构设计和冶金因素有关。2海洋能发

7、电装置防腐蚀措施海洋能发电是新型能源的重要方式，海洋能发电装置造价昂贵。日常维护困难，为保证海洋能的安全，采取适当的防护措施．加强海洋能发电装置的防腐蚀能力，可以有效地防止和抑制海洋腐蚀的发生，避免减轻海洋腐蚀造成的危害。海洋能发电装置可以从以下几方面提高防腐蚀能力。2．1选用耐蚀材料并注重设计和加工2．1．1材料选取材料本身的耐腐蚀性能对海洋结构物的寿命和耐久性起着非常重要的作用，采用耐腐蚀材料可以取得更好的防护效果或更好的经济性。海洋环境耐腐蚀材料包括