CN217379027U - 海上风电在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种海上风电在线监测系统，包括风电桩、防腐外壳、监测装置和紧固件，监测装置设置于防腐外壳的内壁上，防腐外壳包裹于风电桩外周，监测装置包括腐蚀探针、数据线、数据采集器和电源，数据线连接腐蚀探针和数据采集器，电源与数据采集器电连接，腐蚀探针用于监测风电桩的腐蚀速率和腐蚀量，紧固件用于将防腐外壳锁紧在风电桩上。该海上风电在线监测系统能够实时监控防腐情况，出现防腐失效时及时精确定位，并进行及时修复，避免局部腐蚀而造成巨大损失。

Description

海上风电在线监测系统

技术领域

本实用涉及海上风电基础钢桩腐蚀和防护技术领域，尤其涉及一种海上风电在线监测系统。

背景技术

海洋大气区高湿度、高盐雾、长日照，浪花飞溅区干湿交替，水下区海水浸泡、生物附着等，腐蚀环境非常苛刻，对海上风电设备的腐蚀防护提出了严峻挑战。并且，浪溅潮差区腐蚀最严重，在浪花飞溅区，海水膜润湿时间长、干湿交替频率快、海盐离子大量积聚，同时飞溅的海浪粒子冲击和海风等使得供氧充分，是造成腐蚀速度加剧的重要因素。海洋腐蚀不但给海上风电机组带来巨大安全隐患，缩短机组运营寿命，也大大增加了风电的建设投资和运行维护成本。防腐蚀是海上风电必须考虑的突出问题，防腐蚀设计成为海上风电场设计的重要环节之一。原设计的“涂层+阴极保护”方案，涂层由于受到水上漂浮物频繁碰撞、船只停靠撞击会破损严重；飞溅海水中的气泡会冲击破坏材料表面，使得该部分的防腐涂层很容易脱落；阴极保护方法则由于受到潮涨潮落的影响，也不能很好发挥作用。

目前多采用OTC或PTC复层包覆防腐技术弥补浪溅潮差区涂层和阴极保护两种防腐方法的不足，提高防腐效果。复层包覆防腐体系由防蚀膏、防蚀带、缓冲层和防蚀保护罩四层组成。复层包覆采用横向、纵向多片式保护罩联用，保护罩之间通过法兰、螺栓连接固定的方法，解决了风电机组单管桩基础直径大、桩程高、桩柱呈锥形的包覆难题：采用现场制作玻璃钢保护罩的方法，解决了风电机组基础结构复杂的难题。

以上包覆技术施工工艺复杂、步骤繁琐、施工质量要求高，海上作业窗口期短、作业难度高，因此很难保证施工质量。且复层包覆为不透明材料，无法通过目视检查被包覆钢桩的腐蚀情况，无法判断其安全状态。

因此，有必要提供一种新的海上风电在线监测系统来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种海上风电在线监测系统，旨在解决现有技术中无法实时监测风电桩腐蚀情况的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种海上风电在线监测系统，包括：

风电桩、防腐外壳、监测装置和紧固件，所述监测装置设置于所述防腐外壳的内壁上，所述防腐外壳包裹于所述风电桩外周，所述监测装置包括腐蚀探针、数据线、数据采集器和电源，所述数据线连接所述腐蚀探针和所述数据采集器，所述电源与所述数据采集器电连接，所述腐蚀探针用于监测所述风电桩的腐蚀速率和腐蚀量，所述紧固件用于将所述防腐外壳锁紧在所述风电桩上。

在一实施例中，所述防腐外壳为一体式外壳。

在一实施例中，所述防腐外壳包括依次层叠设置的屏蔽保护层、记忆增强层、缓冲固油层和防蚀矿脂层，所述防蚀矿脂层靠近所述风电桩设置。

在一实施例中，所述防腐外壳的厚度为6.5mm±0.15mm。

在一实施例中，所述防腐外壳为弹性外壳。

在一实施例中，所述海上风电在线监测系统还包括设置于防腐外壳内侧的密封带，所述密封带围绕所述风电桩外围一周设置。

在一实施例中，所述海上风电在线监测系统还包括两块法兰板，所述密封带的一端设置于两块所述法兰板之间，所述紧固件锁紧两块所述法兰板和所述密封带。

在一实施例中，所述防腐外壳包括圆环端和与所述圆环端连接的伸出端，所述圆环端包裹所述风电桩，两块所述法兰板设置于所述伸出端两侧，所述紧固件锁紧所述法兰板、伸出端和所述密封带。

在一实施例中，所述紧固件包括螺栓和螺母，所述螺栓的一端穿过所述法兰板和伸出端，并与所述螺母螺纹连接。

在一实施例中于，所述紧固件的数量为多个，多个所述紧固件沿所述风电桩的高度方向间隔排布。

上述方案中，海上风电在线监测系统包括风电桩、防腐外壳、监测装置和紧固件，监测装置设置于防腐外壳的内壁上，防腐外壳包裹于风电桩外周，监测装置包括腐蚀探针、数据线、数据采集器和电源，数据线连接腐蚀探针和数据采集器，电源与数据采集器电连接，腐蚀探针用于监测风电桩的腐蚀速率和腐蚀量，紧固件用于将防腐外壳锁紧在风电桩上。监测装置包括腐蚀探针、数据线、数据采集器和电源，数据线连接腐蚀探针和数据采集器，电源与数据采集器电连接，腐蚀探针用于监测风电桩的腐蚀速率和腐蚀量，监测装置还有一导线从风电桩和防腐外壳之间的一端引出，可以与外部数据接收装置或显示装置连接，便于操作者对腐蚀情况进行监控，监测装置能实时监测腐蚀速率、腐蚀量，具有低功耗、高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等特点。该实用新型能够实时监控防腐情况，出现防腐失效时及时精确定位，并进行及时修复，避免局部腐蚀而造成巨大损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例海上风电在线监测系统的正视图；

图2为本实用新型实施例海上风电在线监测系统的侧视图；

图3为本实用新型实施例监测装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例防腐外壳的结构示意图。

附图标号说明：

1、风电桩；2、防腐外壳；21、屏蔽保护层；22、记忆增强层；23、缓冲固油层；24、防蚀矿脂层；3、监测装置；31、腐蚀探针；32、数据线；33、数据采集器；34、电源；35、导线；4、紧固件；41、螺母；42、螺栓。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照图1-图4，本实用新型提供一种海上风电在线监测系统，包括：

风电桩1、防腐外壳2、监测装置3和紧固件4，监测装置3设置于防腐外壳2的内壁上，防腐外壳2包裹于风电桩1外周，监测装置3包括腐蚀探针31、数据线32、数据采集器33和电源34，数据线32连接腐蚀探针31和数据采集器33，电源34与数据采集器33电连接，腐蚀探针31用于监测风电桩1的腐蚀速率和腐蚀量，紧固件4用于将防腐外壳2锁紧在风电桩1上。

上述实施例中，风电桩1一般为圆柱形，防腐外壳2作为护甲包裹在风电桩1外周起到隔绝空气和水的作用，减缓风电桩1的腐蚀。具体地，防腐外壳2可以由一张方形护甲围绕风电桩1一周绕设而成，在方形护甲的两侧通过紧固件4固定连接，以使得防腐外壳2锁紧在风电桩1上，保证密封作用。监测装置3包括腐蚀探针31、数据线32、数据采集器33和电源34，数据线32连接腐蚀探针31和数据采集器33，电源34与数据采集器33电连接，腐蚀探针31用于监测风电桩1的腐蚀速率和腐蚀量，监测装置3还有一导线35从风电桩1和防腐外壳2之间的一端引出，可以与外部数据接收装置或显示装置连接，便于操作者对腐蚀情况进行监控，监测装置3能实时监测腐蚀速率、腐蚀量，具有低功耗、高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等特点。该实施例能够实时监控防腐情况，出现防腐失效时及时精确定位，并进行及时修复，避免局部腐蚀而造成巨大损失。

在一实施例中，防腐外壳2为一体式外壳，且防腐外壳2为弹性外壳。防腐外壳2包括依次层叠设置的屏蔽保护层21、记忆增强层22、缓冲固油层23和防蚀矿脂层24，防蚀矿脂层24靠近风电桩1设置。该实施例中，防腐外壳2为一体式外壳，即防腐外壳2可以在工厂内部制作好，制作该海上风电在线监测系统时只需将制作好的防腐外壳2整体安装风电桩1上即可，代替了现有技术中的在现场采用手糊玻璃钢、重防腐涂料、鳞片胶泥和复层包覆逐层在风电桩1上制作的方式。传统的复层包覆技术，施工工艺复杂、步骤繁琐，需要通过表面处理、涂覆防腐膏、缠绕防腐带、包覆防护罩等多步工序，且每步工序之间有较长间隔，费时费力。而海上作业工况复杂，受涨落潮、海况、天气、窗口期等因素影响，作业时间短，因此传统的复层包覆技术不太适用于海上风电的防腐维修。并且制作该防腐外壳2的材料具有优良的耐腐蚀性及抗介质渗透性，能有效的阻止氯离子等腐蚀因子的侵蚀，对风电桩1起到保护作用；还具有高强度、耐磨、耐冲刷、抗裂、抗撞击的优异机械性能，能有效的抵抗海水冲刷、船舶的撞击，适应海上风电的腐蚀特性；且具有能阻止微生物附着等性能。在一具体地实施例中，防腐外壳2的厚度为6.5mm±0.15mm。

在一实施例中，海上风电在线监测系统还包括设置于防腐外壳2内侧的密封带和两块法兰板，密封带围绕风电桩1外围一周设置，密封带的一端设置于两块法兰板之间，紧固件4锁紧两块法兰板和密封带。制作过程中，可以分为以下几个步骤：第一，对待保护风机基础风电桩1进行表面处理，具体地，将施工区域基体表面涂层失效部位打磨至ST2，即钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物；第二，将监测装置3预粘附在一体式的防腐外壳2内表面，第三，将一体式的防腐外壳2粘附在处理好的风电桩1表面，具体地，由于防腐外壳2为弹性外壳，可以通过拉拽的方式将防腐外壳2的边缘与施工区域标记线进行比对贴合，确定大概位置后，由中间向两边的方式进行碾压贴合，使防腐外壳2粘附在基体表面。将防腐外壳2内侧的密封带翻出，并完全推平，使其贴附在钢桩表面，在收紧牵引螺栓42时确保其能顺延风电桩1的圆周表面向中间聚集，并最终在两块法兰板中间部位聚拢形成密封区域；第四，使用气动扭力扳手逐个将紧固件4进行锁紧，直至最终将两块法兰板完全贴合在一起。该实施例可以根据风机风电桩1的构件尺寸，在陆上进行设计生产，对每块防腐外壳2构件做好标记、尺寸做好记录，方便后续的维修更换。在海上作业窗口期间，只需对被保护构件进行简单的表面处理，然后将设计好的一体式防腐外壳2拉拽预定的施工区域，将其粘附在被保护构件表面，最后通过紧固螺栓42将其固定锁紧。防腐外壳2一体化的设计可直接快速包覆于基材表面，极大地简化了包覆施工流程，缩短了海上作业时间，且施工质量更为可控。

在一实施例中，防腐外壳2包括圆环端和与圆环端连接的伸出端，圆环端包裹风电桩1，两块法兰板设置于伸出端两侧，紧固件4锁紧法兰板、伸出端和密封带。紧固件4包括螺栓42和螺母41，螺栓42的一端穿过法兰板和伸出端，并与螺母41螺纹连接。对于防腐外壳2的搭接位置，可以将法兰板的宽度两端均比防腐外壳2本体短出约10cm。然后通过对防腐外壳2错位紧固的方式锁死，通过防腐外壳2的弹性特性将防腐外壳2的两侧形成无缝搭接，提升密封效果。

在一实施例中，紧固件4的数量为多个，多个紧固件4沿风电桩1的高度方向间隔排布。采用多个紧固件4可以提高连接强度，并且减小连接处的缝隙。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种海上风电在线监测系统，其特征在于，包括：

风电桩、防腐外壳、监测装置和紧固件，所述监测装置设置于所述防腐外壳的内壁上，所述防腐外壳包裹于所述风电桩外周，所述监测装置包括腐蚀探针、数据线、数据采集器和电源，所述数据线连接所述腐蚀探针和所述数据采集器，所述电源与所述数据采集器电连接，所述腐蚀探针用于监测所述风电桩的腐蚀速率和腐蚀量，所述紧固件用于将所述防腐外壳锁紧在所述风电桩上。

2.根据权利要求1所述的海上风电在线监测系统，其特征在于，所述防腐外壳为一体式外壳。

3.根据权利要求1所述的海上风电在线监测系统，其特征在于，所述防腐外壳包括依次层叠设置的屏蔽保护层、记忆增强层、缓冲固油层和防蚀矿脂层，所述防蚀矿脂层靠近所述风电桩设置。

4.根据权利要求1所述的海上风电在线监测系统，其特征在于，所述防腐外壳的厚度为6.5mm±0.15mm。

5.根据权利要求1所述的海上风电在线监测系统，其特征在于，所述防腐外壳为弹性外壳。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的海上风电在线监测系统，其特征在于，所述海上风电在线监测系统还包括设置于防腐外壳内侧的密封带，所述密封带围绕所述风电桩外围一周设置。

7.根据权利要求6所述的海上风电在线监测系统，其特征在于，所述海上风电在线监测系统还包括两块法兰板，所述密封带的一端设置于两块所述法兰板之间，所述紧固件锁紧两块所述法兰板和所述密封带。

8.根据权利要求7所述的海上风电在线监测系统，其特征在于，所述防腐外壳包括圆环端和与所述圆环端连接的伸出端，所述圆环端包裹所述风电桩，两块所述法兰板设置于所述伸出端两侧，所述紧固件锁紧所述法兰板、伸出端和所述密封带。

9.根据权利要求8所述的海上风电在线监测系统，其特征在于，所述紧固件包括螺栓和螺母，所述螺栓的一端穿过所述法兰板和伸出端，并与所述螺母螺纹连接。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的海上风电在线监测系统，其特征在于，所述紧固件的数量为多个，多个所述紧固件沿所述风电桩的高度方向间隔排布。

Images