塔架防腐：涂层系统设计与应用

1.腐蚀环境

在塔架服役期间需采取一些防腐蚀保护措施，以避免大气、水和盐分对钢结构的腐蚀损坏。钢结构的腐蚀与环境密切相关，根据ISO 12944—1998《色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐保护》，典型的腐蚀环境分类见表9-3。塔架的环境条件等级，一般的按下列原则选用：内陆塔架内外表面分别为C3、C4，沿海地区及海上塔架内外表面分别为C4、C5-M；特殊地区可适当提高防腐类别。

表9-3 ISO 12944-2—1998典型的腐蚀环境分类

2.防腐蚀措施

风力发电机组的设计使用年限一般为20～25年，《设计规定》要求塔架表面防腐必须达到15年以上。塔架的防腐蚀措施要在设计、材料、涂层等几方面考虑。

（1）结构设计

这是防腐第一步，不合理的设计会加速腐蚀的发生。设计时要考虑以下几个方面：

1）排水设计：在户外钢结构上不应出现存水湾，应设计成排水机构，否则积水区域会加快腐蚀速度；

2）边角设计：边角处不应存在利角，应将其打磨平滑，否则此处将最先出现锈蚀；

3）双金属设计：应尽量避免两种不同的金属直接接触，如铁管与铜连接器，由于电位差的存在，铁管会加速腐蚀。同样，应减少铆接，否则也会加速腐蚀；

4）焊接设计：焊接时应满焊，不应点焊，并且应将其表面打磨平滑，除去所有飞溅的焊渣，否则将不可避免的加速腐蚀。

（2）材料防腐

耐候钢的耐腐蚀性能优于一般结构用钢，一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属，使金属表面形成保护层，以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。

（3）涂层防腐

通常情况下涂层体系提供的有效保护期比结构的服役期要短，对海陆不同的环境，涂料体系可按表9-4选用。(www.xing528.com)

1）内陆塔架采用的涂料体系

内表面：C3腐蚀环境：环氧富锌底漆+环氧中涂漆+聚氨酯漆面漆，总膜厚180μm。

外表面：C4腐蚀环境：无机富锌环氧底漆+环氧中涂漆+聚氨酯/聚硅氧烷面漆，总膜厚240μm。

表9-4 塔架采用的涂料体系

2）沿海地区及海上塔架采用的涂料体系

塔架在海洋环境中的腐蚀，因处在不同的区带呈现不同的腐蚀行为。根据腐蚀特征的不同，将海洋环境分为5个区带：海洋大气带、海洋飞溅带、海水潮差带、海水全浸带以及海泥带。在不同区带的腐蚀特点为：在海洋大气带影响腐蚀的主要因素是存在金属表面上的含盐量；飞溅带是海洋环境中一般钢铁材料遭受到腐蚀最严重的区带，影响腐蚀的主要环境因素是含盐粒子最大，因浪花飞溅的干湿交替和温度的相互作用，加之海水中的气泡冲击破坏材料表面及其保护层而加剧腐蚀。因此一般钢铁材料在海洋飞溅带的腐蚀都有一个腐蚀峰值。潮差带的金属表面也经常同充气的海水接触，潮汐、海流运动造成金属表面干湿交替，从而加剧腐蚀。全浸区的腐蚀与海水的含氧量、pH值、温度和盐度有关，海泥区与大陆上的土壤的情况相似，腐蚀比在海水中缓慢，而且由于氧气供应不足而易极化。

内表面：C4腐蚀环境：环氧富锌底漆+环氧中涂漆+聚氨酯/聚硅氧烷面漆，总膜厚200μm。

塔外面：C5-M腐蚀环境：环氧富锌底漆+环氧/云铁环氧中涂漆+聚氨酯/聚硅氧烷面漆，总膜厚300μm。

其他区带：可按表9-4选用。

3.防腐施工

塔架的防腐施工包括：钢材表面处理、底漆、中间漆和面漆施工。

1）表面预处理：要按照GB/T 11373—1989的规定对钢材表面作喷砂粗化处理。喷砂处理后的清洁度应达到GB/T 8923—1988第3章中规定的最高清洁度Sa2.5级，即完全除去氧化皮、锈、污垢和涂层等附着物，表面应显示均匀的金属色泽。粗糙度应达到Rz40～70μm。

2）漆涂饰：喷砂处理完后4小时内立即用相应防锈底漆涂饰。若喷砂完成后的存放过夜或者接触水，在上底漆前必须再次轻度喷砂。底漆用双组分复合环氧树脂漆在锌层上喷封。中间层、面层涂饰的阻抗为50％～75％。涂层的施工要有适当的温度（5°～38℃之间）和湿度（相对湿度不大于85％），涂层的施工环境粉尘要少，构件表面不能有结露。涂装后4小时之内不得淋雨。涂层一般做4～5遍。