目前，海上風(fēng)電運(yùn)維人員對(duì)防腐的重視程度認(rèn)識(shí)不高，因?yàn)樗落摻Y(jié)構(gòu)看不見摸不著，覺得離形成重大隱患較遠(yuǎn)，殊不知危險(xiǎn)已悄然存在；另一方面，對(duì)海上防腐知識(shí)欠缺，兩者疊加起來，形成了防腐“說起來重要做起來次要”的局面。但防腐越早治理，對(duì)設(shè)備的后期運(yùn)維越好，所以海上鋼結(jié)構(gòu)的防腐十分重要。

腐蝕是材料在環(huán)境作用下發(fā)生變質(zhì)并導(dǎo)致破壞的過程。幾乎所有材料的使用過程中，在環(huán)境作用下都會(huì)發(fā)生腐蝕。引起材料腐蝕的環(huán)境有兩類：一類是自然環(huán)境，如大氣、海水和土壤等；另一類是非自然環(huán)境，如酸、堿、鹽及其他工業(yè)生產(chǎn)中的介質(zhì)等，也稱工業(yè)環(huán)境。金屬材料在自然環(huán)境中的腐蝕過程，實(shí)質(zhì)上就是金屬在腐蝕介質(zhì)中通過電化學(xué)反應(yīng)被氧化成正的化學(xué)價(jià)態(tài)，這也就是金屬腐蝕的電化學(xué)本質(zhì)。

海上風(fēng)機(jī)矗立在海上，基礎(chǔ)和塔筒是處于海洋環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)，在海洋中的腐蝕行為情況隨其暴露條件的不同而發(fā)生很大的變化。從腐蝕角度上一般將海洋環(huán)境自上而下劃分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)（包括淺海區(qū)、大陸架區(qū)和深海區(qū)）和海底泥土區(qū)5個(gè)腐蝕區(qū)帶。風(fēng)電設(shè)備一般運(yùn)行在海洋大氣區(qū)內(nèi)，主要以潮的大氣腐蝕為主，不同區(qū)域的腐蝕速率存在著明顯差別。浪花飛濺區(qū)的腐蝕速率最高，潮差區(qū)次之。

鋼結(jié)構(gòu)在大氣中的腐蝕機(jī)理

整個(gè)過程表現(xiàn)為陰極得電子O₂+2H₂O+4e→4OH^-，在陽極鐵被氧化成Fe²⁺，F(xiàn)e-2e→Fe²⁺，形成Fe(OH)₃，脫水為Fe₂O₃，這是形成紅褐色的鐵銹的主要成分。

另一方面，金屬表面電解質(zhì)溶液中會(huì)溶有一定量的CO₂、SO₂、H₂S等，加上水的電離便產(chǎn)生析氫反應(yīng)，即：

CO₂+H₂O=H₂CO₃=H⁺+HCO₃^-

鐵及其雜質(zhì)在H⁺、OH^-、HCO₃^-等離子溶液中形成腐蝕電池，F(xiàn)e-2e→Fe²⁺，F(xiàn)e²⁺+2OH^-=Fe(OH)₂，水膜中的H?從陰極中獲得電子生成H2放出，即2H⁺+2e→H2。產(chǎn)物Fe(OH)₂繼續(xù)氧化形成的Fe(OH)₃及脫水后形成Fe₂O₃。

上述進(jìn)行的腐蝕表明，金屬都是作為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)而遭受到腐蝕，整個(gè)過程具有由以下三個(gè)環(huán)節(jié)組成：

(1) 在陽極金屬失去電子變成金屬離子進(jìn)入溶液，F(xiàn)e-2e→Fe²⁺；

(2) 電子由陽極流向陰極；

(3) 在陰極，流來的電子被溶液中能吸收電子的物質(zhì)接受生成還原物質(zhì)（2H⁺+2e→H₂，O?+2H₂O+4e→40H^-）。

大氣的相對(duì)濕度：由于大氣腐蝕是一種發(fā)生在液膜下的電化學(xué)反應(yīng)，空氣中水分在金屬表面凝聚而產(chǎn)生水膜，和空氣中氧氣通過水膜抵達(dá)金屬表面是發(fā)生大氣腐蝕的基本條件，水膜的形成與大氣中的相對(duì)濕度相關(guān)，故空氣中相對(duì)濕度是影響大氣腐蝕的主要因素之一。金屬表面形成水膜所需相對(duì)濕度的最低值稱為腐蝕臨界濕度，當(dāng)大氣的相對(duì)濕度超過臨界濕度時(shí)，其腐蝕速度會(huì)快速增加。

表面潤(rùn)濕時(shí)間：金屬表面能引起大氣腐蝕的電解質(zhì)膜，以吸附或液態(tài)膜形式覆蓋在金屬表面的時(shí)間稱為表面潤(rùn)濕時(shí)間，實(shí)際上就是金屬表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕的時(shí)間。表面潤(rùn)濕時(shí)間越長(zhǎng)，腐蝕總量就越大。

微生物腐蝕是指微生物附著在金屬、合金等復(fù)合材料表面形成生物膜，影響金屬表面的電化學(xué)過程。微生物腐蝕主要是一些細(xì)菌作用。腐蝕性的細(xì)菌種類很多，但分布廣、作用大的腐蝕性細(xì)菌都與自然界的硫元素相關(guān)，其中主要的是硫化細(xì)菌和硫酸鹽還原菌。海洋細(xì)菌不管在有氧環(huán)境中還是無氧狀態(tài)下，都對(duì)金屬有腐蝕作用。

耐腐蝕性能優(yōu)于一般結(jié)構(gòu)用鋼的鋼材稱為耐候鋼。工程實(shí)踐中，耐候鋼不涂裝就可以使用，是極好的結(jié)構(gòu)用材，并且可以將鋼結(jié)構(gòu)（如橋梁）壽命期內(nèi)的總費(fèi)用降到最低。

鋼結(jié)構(gòu)熱浸鍍鋅是將表面凈化處理后的鋼構(gòu)件浸入460～469 ℃融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，其厚度對(duì)5 mm以下薄板不得小于65 μm，對(duì)厚板不小于86 μm。鋼結(jié)構(gòu)件采用這種保護(hù)方式具有耐蝕性好，使用壽命長(zhǎng)，且基本不用維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，因而其應(yīng)用越來越廣泛。

海上鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料噴涂步驟

熱噴涂是在對(duì)鋼構(gòu)件表面作噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛的基礎(chǔ)上，采用燃燒火焰、電弧等作為熱源，將噴涂材料加熱到塑態(tài)和熔融狀態(tài)，并用壓縮空氣將材料呈霧化的顆粒束吹附到基體表面上，隨之激冷并不斷層積而形成涂層的工藝方法。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)構(gòu)件尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)件形狀尺寸幾乎不受限制，同時(shí)其熱影響區(qū)是局部的，熱變形較小，但是表面噴涂質(zhì)量受人為因素、環(huán)境因素影響大。熱噴涂技術(shù)作為長(zhǎng)效防腐蝕措施，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制作中采用鍍鋅、噴鋁復(fù)合涂層進(jìn)行長(zhǎng)效防護(hù)，已成功應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。

陽極消耗量的檢測(cè)可以確定陽極的消耗速度，評(píng)價(jià)陽極使用壽命。為減少水下作業(yè)頻次，降低作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，必要時(shí)可將保護(hù)形式由犧牲陽極保護(hù)改為外加電流保護(hù)。

水下犧牲陽極檢查的選擇，首先整體觀察所有陽極組的完好情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇兩組消耗最大的犧牲陽極進(jìn)行檢查，如果整體相差不大，則上下兩層陽極組各選取一塊進(jìn)行檢查。

觀察犧牲陽極表面溶解狀況、腐蝕類型，是否有嚴(yán)重的局部腐蝕乃至斷裂的情況，記錄犧牲陽極表面的狀態(tài)。全程水下錄像，及關(guān)鍵部位拍照。

下圖為常用犧牲陽極示意圖，陽極的A方向上選取至少5個(gè)測(cè)試面，每個(gè)測(cè)試面測(cè)試陽極的B1、B2、C的值，取平均值確定陽極的剩余尺寸，進(jìn)而推算陽極的剩余質(zhì)量。

犧牲陽極示意圖

檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)電位，可作為評(píng)價(jià)該結(jié)構(gòu)所處環(huán)境腐蝕性的參數(shù)。電位檢測(cè)利用高內(nèi)阻數(shù)字萬用表（內(nèi)阻大于10 MΩ）、巴氏水下電位檢測(cè)儀以及參比電極等設(shè)備工具進(jìn)行檢測(cè)。

犧牲陽極陰極保護(hù)電位范圍