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智能涂层将促进海上风电发展

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-12-12  来源:风电峰观察  浏览次数:32  
核心提示:目前,防腐技术的标准做法是使用专门的涂料和油漆来保护机械和基础设施免受恶劣条件的影响。但是,研究人员正在通过先进的制造技术和带有自愈特性的智能涂料,来稳步提高其效能。欧盟资助的一个研究和开发项目已经进入了商业阶段,通过混入少量环保防污活性物质的热喷铝来保护海上风机的钢结构。随着保护性热喷铝的最终降解,会形成不溶性钙质材料来达到填充裂缝和提供保护的目的。
  目前,防腐技术的标准做法是使用专门的涂料和油漆来保护机械和基础设施免受恶劣条件的影响。但是,研究人员正在通过先进的制造技术和带有自愈特性的智能涂料,来稳步提高其效能。欧盟资助的一个研究和开发项目已经进入了商业阶段,通过混入少量环保防污活性物质的热喷铝来保护海上风机的钢结构。随着保护性热喷铝的最终降解,会形成不溶性钙质材料来达到填充裂缝和提供保护的目的。
 
  来源:微信公众号“风电峰观察”ID:fengdianfengguancha
  这项用于海上可再生能源的先进涂料被称为ACORN(Advanced Coating for Offshore Renewable Energy),它还能够形成新的涂层来防止机组部件的空蚀。研究人员在测试了三种涂层之后,发现金属陶瓷HVOF(高速氧燃料)涂层具有10年以上的设计寿命,并具有良好的防腐蚀和防气蚀的保护作用。
 
  在美国,美国宇航局肯尼迪航天中心的腐蚀技术实验室(Corrosion Technology Laboratory)开发了一种智能的环保涂层,用于早期发现和抑制腐蚀,同时具有自愈性能。它使用通过界面聚合过程形成的微胶囊,一种微胶囊含有缓蚀剂,另一种含有指示剂。当腐蚀开始发生时,微胶囊对pH值的变化起反应,释放抑制剂,形成保护和修复受影响区域的薄膜。指示剂则通过颜色变化来指示受影响区域。美国宇航局官员说,新涂层不会对环境构成威胁,这是对现有化合物的改进。
  根据美国金属学会(American Society of metals)的报告,美国宇航局的研究人员之所以开发这种涂层是因为肯尼迪航天中心位于佛罗里达州南部,太阳(的照射)、热量和湿度使得该地区成为美国最具腐蚀性的环境。20世纪80年代的航天飞机计划由于来自固体火箭助推器的酸性废气,而放大了这个问题。
 
  腐蚀技术实验室于2004年开始研究涂层,研究人员开始努力寻找可以替代现有的被认为对人类和环境有害的涂料,如六价铬。美国海军也正在研究用智能涂料来取代六价铬。这项工作的重点是在受影响区域周围形成金属氧化物膜的导电聚合物。它们能够形成致密的低孔隙度的薄膜,以限制氧化剂的侵入。海军已经开发出一种聚对苯乙烯衍生物聚合物,这种聚合物有望替代铝合金的六价铬处理。
 
  在欧洲,欧盟研究人员使用已经被认为是对多种情况都有效的热喷铝。随着海上风电在欧洲海域的增长——根据位于布鲁塞尔的欧洲风电公司,2017年初已经安装了12,631MW,到2020年预计还有3000MW——人们认为风电机组和基础一样需要更好的保护。
 
  ACORN的研究人员在浸没区、潮汐区和飞溅区中测试了5种类型或涂层的样品板。研究人员表示,最终产品是一种免漆的产品,能够为钢结构提供超过20年的免维护使用寿命,并且无需昂贵的补充阴极保护。一系列环保防污剂以非常小的浓度添加到涂层中,随着涂层被逐渐降解,它们会以每年小于10微米的速度逐渐暴露在涂层表面,防止附着甲壳动物沉积在钢结构的表面。而这些附着甲壳动物是海水中最有害的污染生物之一,可以破坏防护涂料和涂料。
 
  随着智能热喷铝涂料的商业化,研究人员认为,这将促进环境保护,同时降低总体成本,提高海上可再生能源的竞争力,并由于寿命更长而推动海上附加技术的推广。
 
 
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