CN108118722A - 海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构及制备方法，包括有环氧玻璃鳞片耐蚀层、改性环氧耐磨层、铝箔玻纤缠绕带、PE泡沫减震护套、橡胶防撞保护罩，环氧玻璃鳞片耐蚀层涂覆在海上风电导管架桩腿的表面，改性环氧耐磨层涂覆在环氧玻璃鳞片耐蚀层的表面，铝箔玻纤缠绕带缠绕在改性环氧耐磨层的表面，构成有一层铝箔玻纤缠绕带层，PE泡沫减震护套安装在铝箔玻纤缠绕带层的表面，包裹着该铝箔玻纤缠绕带层，橡胶防撞保护罩安装在PE泡沫减震护套的表面，包裹着该PE泡沫减震护套。本发明能够避免和承受海上风电运维船在海浪的推动下撞击和破坏导管架基础结构，延长和保护海上风电导管架的使用寿命。

Description

海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构及制备方法

技术领域

本发明涉及海上风电导管架桩腿耐腐蚀防撞保护的技术领域，尤其是指一种海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构及制备方法。

背景技术

目前，海上风力发电已经成为全球可再生能源发展的焦点领域，但是海上风力发电机组安装和运行的海洋环境极其复杂，特别是由于海水风浪的影响导致靠近和攀爬到海上风力发电机组实施检修、维护和保养十分困难，因此海上风力发电机组在运行过程中需要专用的运维船运送工作人员和设备等靠近和系泊在风电导管架基础上进行登塔检修、维护和保养工作，然而运维船只靠泊到海上风力发电机组导管架基础造成对导管架基础产生巨大的冲击和碰撞力，并且由于运维船的船舷与导管架桩腿的持续接触，运维船在海水波浪的强大动力推动下，造成船舷与导管架桩腿的持续碰撞、摩擦和撞击，从而导致导管架桩腿表面的防腐涂层破坏和脱落而发生严重的腐蚀生锈现象，甚至由于运维船在海水波浪推动下产生的巨大撞击力导致导管架桩腿变形和损坏，从而严重地影响到海上风电导管架基础的结构稳定性，更为严重的是造成海上风电导管架和风电机组的整体倒塌和倾覆的安全事故发生，因此，对于海上风电导管架桩腿的防腐蚀和减振防撞保护显得尤为重要。为此，本专利从海上风电导管架桩腿承受船舶和海浪的撞击及磨损、以及防护海水环境的腐蚀出发，设计了一种用于海上风电导管架桩腿的耐腐蚀和防撞击保护系统。

发明内容

本发明从海上风电导管架桩腿承受船舶和海浪的撞击及磨损、以及防护海水环境的腐蚀出发，提出了一种安全可靠的海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构及制备方法，能够避免和承受海上风电运维船在海浪的推动下撞击和破坏导管架基础结构，延长和保护海上风电导管架的使用寿命，确保海上风电机组安全可靠地运行。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构，包括有环氧玻璃鳞片耐蚀层、改性环氧耐磨层、铝箔玻纤缠绕带、PE泡沫减震护套、橡胶防撞保护罩，其中，所述环氧玻璃鳞片耐蚀层涂覆在海上风电导管架桩腿的表面，所述改性环氧耐磨层涂覆在环氧玻璃鳞片耐蚀层的表面，所述铝箔玻纤缠绕带缠绕在改性环氧耐磨层的表面，构成有一层铝箔玻纤缠绕带层，其接头处采用胶粘剂粘接牢固，所述PE泡沫减震护套安装在铝箔玻纤缠绕带层的表面，包裹着该铝箔玻纤缠绕带层，所述橡胶防撞保护罩安装在PE泡沫减震护套的表面，包裹着该PE泡沫减震护套，其接头处采用螺栓紧固固定。

所述环氧玻璃鳞片耐蚀层为环氧树脂玻璃鳞片涂层，厚度为0.7-0.8mm。

所述改性环氧耐磨层为改性环氧树脂涂层，厚度为0.1-0.2mm。

所述铝箔玻纤缠绕带层的厚度为1-3mm。

所述PE泡沫减震护套为长5m、宽2-3m、厚30-50mm的卷状板材，依照桩腿的圆柱形结构尺寸进行紧密包覆，其卷板接头用强力胶粘剂连接。

所述橡胶防撞保护罩的厚度为80-100mm。

海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构的制备方法，包括以下步骤：

1)在海上风电导管架桩腿表面除油和除锈粗糙处理完成后，分两次喷涂施工0.7-0.8mm厚的环氧玻璃鳞片耐蚀层，所述环氧玻璃鳞片耐蚀层是采用高纵横比的玻璃鳞片材料增强、高分子聚酰胺/胺固化的耐碰撞、耐海水腐蚀和耐有机物溅污、附着力强的环氧树脂涂料；

2)在环氧玻璃鳞片耐蚀层固化后，接着喷涂施工0.1-0.2mm厚度的改性环氧耐磨层，所述改性环氧耐磨层是无溶剂、厚浆型、聚酰胺固化的改性环氧树脂涂层附着有附着力良好、强度和硬度大、耐海水、耐油脂和耐磨蚀的环氧耐磨涂层；

3)在固化的改性环氧耐磨层表面缠绕一层厚度为1-3mm的铝箔玻纤缠绕带，其接头处采用胶粘剂粘接牢固，所述铝箔玻纤缠绕带是采用软性铝箔、耐热胶粘剂与玻璃纤维布热压复合而成，具有表面光滑平整、纵横抗拉强度大、阻隔透水汽、阻燃和密封性能好的特点；

4)在铝箔玻纤缠绕带的表面安装PE泡沫减震护套，所述PE泡沫减震护套为长5m、宽2-3m、厚30-50mm的卷状板材，依照桩腿的圆柱形结构尺寸进行紧密包覆，其卷板接头用强力胶粘剂连接，其中，所述PE泡沫减震护套是采用聚乙烯树脂与发泡剂、交联剂和添加剂制成，具有密度轻、吸水性小、耐热性好、坚韧、耐摩擦和挠性好的特点；

5)在PE泡沫减震护套的表面安装厚为80-100mm的橡胶防撞保护罩，其接头处采用螺栓紧固固定，其中，所述橡胶防撞保护罩是采用丁腈橡胶经过微波硫化挤出工艺加工预制成型为板块状，具有良好的弹性和抗压缩变形，耐海洋气候老化、耐臭氧，使用温度-40-120℃，其直接承受运维船舶的撞击力；至此，便完成海上风电导管架桩腿的耐蚀防撞保护结构的制备。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本发明的保护结构由环氧玻璃鳞片耐蚀层、改性环氧耐磨层、铝箔玻纤缠绕带、PE泡沫减震护套、橡胶防撞保护罩五层材料组合后施工而成一套系统，该系统具有耐腐蚀、耐磨损、减震和密封保护作用，能够承受海上风电运维船在海洋风浪的推动下对导管架基础的撞击力和冲击力，保护海上风电结构基础的安全性和稳定性。

2、本发明设计的结构合理，并充分利用和发挥各层材料的性能优势，能够保证海上风电导管架基础的30年防腐防护寿命要求。

3、提高海上风电导管架桩腿的耐蚀和防撞击保护性能，避免海上风电运维船在海水和风浪的推动下对导管架桩腿的撞击和破坏，影响海上风电基础结构的稳定性，确保海上风力发电机组安全和可靠地运行。

4、本发明结构能够适应各种海洋腐蚀环境，满足海上风电运维船安全停泊于导管架基础，更好地确保海上风电设备的安全运行，促进海上风电的健康发展，为人类更多地提供更多的绿色清洁可再生能源都将产生巨大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明保护结构的示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1和图2所示，本实施例所提供的海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构，包括有环氧玻璃鳞片耐蚀层1、改性环氧耐磨层2、铝箔玻纤缠绕带3、PE泡沫减震护套4、橡胶防撞保护罩5，其中，所述环氧玻璃鳞片耐蚀层1涂覆在海上风电导管架桩腿6的表面，厚度为0.7-0.8mm，所述改性环氧耐磨层2涂覆在环氧玻璃鳞片耐蚀层1的表面，厚度为0.1-0.2mm，所述铝箔玻纤缠绕带3缠绕在改性环氧耐磨层2的表面，构成有一层厚1-3mm的铝箔玻纤缠绕带层，其接头处采用胶粘剂粘接牢固，所述PE泡沫减震护套4安装在铝箔玻纤缠绕带层的表面，包裹着该铝箔玻纤缠绕带层，该PE泡沫减震护套为长5m、宽2-3m、厚30-50mm的卷状板材，依照桩腿的圆柱形结构尺寸进行紧密包覆，其卷板接头用强力胶粘剂连接，所述橡胶防撞保护罩5安装在PE泡沫减震护套4的表面，包裹着该PE泡沫减震护套4，其接头处采用螺栓紧固固定，厚度为80-100mm。

本实施例的上述保护结构在海上风电导管架桩腿的施工过程如下：

1)在导管架桩腿表面除油和除锈粗糙处理完成后，分两次喷涂施工0.7-0.8mm厚的环氧玻璃鳞片耐蚀层1，环氧玻璃鳞片耐蚀层1是采用高纵横比的玻璃鳞片材料增强、高分子聚酰胺/胺固化的耐碰撞、耐海水腐蚀和耐有机物溅污、附着力强的环氧树脂玻璃鳞片涂层。

2)在环氧玻璃鳞片耐蚀层1固化后，接着喷涂施工0.1-0.2mm厚度的改性环氧耐磨层2，改性环氧耐磨层2是采用无溶剂、厚浆型、聚酰胺固化的改性环氧树脂涂层，其附着有附着力良好、强度和硬度大、耐海水、耐油脂和耐磨蚀的环氧耐磨涂层。

3)在固化的改性环氧耐磨层2表面缠绕铝箔玻纤缠绕带3，并缠绕出一层厚度为1-3mm的铝箔玻纤缠绕带层，其接头处采用胶粘剂粘接牢固，铝箔玻纤缠绕带3是采用软性铝箔、耐热胶粘剂与玻璃纤维布热压复合而成，其具有表面光滑平整、纵横抗拉强度大、阻隔透水汽、阻燃和密封性能好。

4)在铝箔玻纤缠绕带3表面安装PE泡沫减震护套4，该PE泡沫减震护套4为长5m、宽2-3m、厚30-50mm的卷状板材，依照桩腿的圆柱形结构尺寸进行紧密包覆，其卷板接头用强力胶粘剂连接，PE泡沫减震护套4是采用聚乙烯(PE)树脂与发泡剂、交联剂和添加剂制成，其具有密度轻、吸水性小、耐热性好、坚韧、耐摩擦和挠性好的特点。

5)在PE泡沫减震护套4表面安装厚为80-100mm的橡胶防撞保护罩5，其接头处采用高强螺栓紧固固定，橡胶防撞保护罩5是采用丁腈橡胶(NBR)经过微波硫化挤出工艺加工预制成型为板块状，其具有良好的弹性和抗压缩变形，耐海洋气候老化、耐臭氧，使用温度-40-120℃，其直接承受运维船舶的撞击力；至此，便完成海上风电导管架桩腿的耐蚀防撞保护结构的制备。

本发明保护结构的作用为：环氧玻璃鳞片耐蚀层1和改性环氧耐磨层2提供给导管架桩腿的钢结构耐腐蚀和耐磨蚀保护，确保系缆桩腿的防腐蚀防护寿命达到30年。铝箔玻纤缠绕带3具有密封和阻隔腐蚀介质向内部渗透，进一步保护系缆桩腿表面耐蚀和耐磨层的作用。PE泡沫减震护套4具有减低和削减外部的橡胶防撞保护罩5传播的船舶撞击力至桩腿结构和表面涂层的冲击力，橡胶防撞保护罩5直接承受运维船在海浪的推动下产生的巨大撞击力、以及船舷对桩腿产生的刮擦破坏，PE泡沫减震护套4和橡胶防撞保护罩5共同发挥减震和防撞作用，避免海上风电运维船在海浪的推动下撞击和破坏导管架桩腿，保护海上风电导管架的结构稳定性和安全性，并能满足海上风电导管架基础的30年防腐防护寿命要求。

总之，本发明保护结构施工和安装在海上风电导管架桩腿的外部，形成一套整体的耐蚀耐磨和防撞减震保护系统，能够避免和承受海上风电运维船在海浪的推动下撞击和破坏导管架基础结构，延长和保护海上风电导管架的使用寿命，确保海上风电机组安全可靠地运行，具有实际推广价值，值得推广。

以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构，其特征在于：包括有环氧玻璃鳞片耐蚀层(1)、改性环氧耐磨层(2)、铝箔玻纤缠绕带(3)、PE泡沫减震护套(4)、橡胶防撞保护罩(5)，其中，所述环氧玻璃鳞片耐蚀层(1)涂覆在海上风电导管架桩腿的表面，所述改性环氧耐磨层(2)涂覆在环氧玻璃鳞片耐蚀层(1)的表面，所述铝箔玻纤缠绕带(3)缠绕在改性环氧耐磨层(2)的表面，构成有一层铝箔玻纤缠绕带层，其接头处采用胶粘剂粘接牢固，所述PE泡沫减震护套(4)安装在铝箔玻纤缠绕带层的表面，包裹着该铝箔玻纤缠绕带层，所述橡胶防撞保护罩(5)安装在PE泡沫减震护套(4)的表面，包裹着该PE泡沫减震护套(4)，其接头处采用螺栓紧固固定。

2.根据权利要求1所述的海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构，其特征在于：所述环氧玻璃鳞片耐蚀层(1)为环氧树脂玻璃鳞片涂层，厚度为0.7-0.8mm。

3.根据权利要求1所述的海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构，其特征在于：所述改性环氧耐磨层(2)为改性环氧树脂涂层，厚度为0.1-0.2mm。

4.根据权利要求1所述的海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构，其特征在于：所述铝箔玻纤缠绕带层的厚度为1-3mm。

5.根据权利要求1所述的海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构，其特征在于：所述PE泡沫减震护套(4)为长5m、宽2-3m、厚30-50mm的卷状板材，依照桩腿的圆柱形结构尺寸进行紧密包覆，其卷板接头用强力胶粘剂连接。

6.根据权利要求1所述的海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构，其特征在于：所述橡胶防撞保护罩(5)的厚度为80-100mm。

7.海上风电导管架桩腿用的耐蚀防撞保护结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在海上风电导管架桩腿表面除油和除锈粗糙处理完成后，分两次喷涂施工0.7-0.8mm厚的环氧玻璃鳞片耐蚀层，所述环氧玻璃鳞片耐蚀层是采用高纵横比的玻璃鳞片材料增强、高分子聚酰胺/胺固化的耐碰撞、耐海水腐蚀和耐有机物溅污、附着力强的环氧树脂涂料；

2)在环氧玻璃鳞片耐蚀层固化后，接着喷涂施工0.1-0.2mm厚度的改性环氧耐磨层，所述改性环氧耐磨层是无溶剂、厚浆型、聚酰胺固化的改性环氧树脂涂层附着有附着力良好、强度和硬度大、耐海水、耐油脂和耐磨蚀的环氧耐磨涂层；

3)在固化的改性环氧耐磨层表面缠绕一层厚度为1-3mm的铝箔玻纤缠绕带，其接头处采用胶粘剂粘接牢固，所述铝箔玻纤缠绕带是采用软性铝箔、耐热胶粘剂与玻璃纤维布热压复合而成，具有表面光滑平整、纵横抗拉强度大、阻隔透水汽、阻燃和密封性能好的特点；

4)在铝箔玻纤缠绕带的表面安装PE泡沫减震护套，所述PE泡沫减震护套为长5m、宽2-3m、厚30-50mm的卷状板材，依照桩腿的圆柱形结构尺寸进行紧密包覆，其卷板接头用强力胶粘剂连接，其中，所述PE泡沫减震护套是采用聚乙烯树脂与发泡剂、交联剂和添加剂制成，具有密度轻、吸水性小、耐热性好、坚韧、耐摩擦和挠性好的特点；

5)在PE泡沫减震护套的表面安装厚为80-100mm的橡胶防撞保护罩，其接头处采用螺栓紧固固定，其中，所述橡胶防撞保护罩是采用丁腈橡胶经过微波硫化挤出工艺加工预制成型为板块状，具有良好的弹性和抗压缩变形，耐海洋气候老化、耐臭氧，使用温度-40-120℃，其直接承受运维船舶的撞击力；至此，便完成海上风电导管架桩腿的耐蚀防撞保护结构的制备。