地基和其他結(jié)構(gòu)(如海上風(fēng)力渦輪機和海上變電站的塔架)暴露在極端環(huán)境條件下,導(dǎo)致腐蝕風(fēng)險增加,可能會縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命,并需要使用和維護防腐蝕措施,例如涂層,以確保長期性能和可靠性。
2024 年 4 月,在西班牙比爾博舉行的 Wind Europe 2024 上,安賽樂米塔爾開發(fā)的鋼材在獲獎海報展示中進行了描述。在海報展示中,安賽樂米塔爾高級項目工程師Krista Van den Bergh指出,由于海水和大氣氯化物引起的侵蝕性條件,海上環(huán)境對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成了獨特的挑戰(zhàn)。
她解釋說,該公司在比利時根特研發(fā)中心的研發(fā)工作已經(jīng)創(chuàng)造出一種具有成本效益的耐腐蝕鋼,該鋼結(jié)合了良好的耐腐蝕性、機械性能和可焊性。
耐鹽耐候性鋼的可焊性已使用商用線材進行了測試,生產(chǎn)了耐腐蝕焊縫,并且已經(jīng)在西班牙希洪的一家工業(yè)設(shè)施中生產(chǎn)了新型鋼的實例,證明了該概念的可行性和穩(wěn)健性,以及以海上風(fēng)電部門所需的規(guī)模生產(chǎn)它的能力。
耐鹽堿耐候鋼的化學(xué)成分經(jīng)過量身定制,可在海上環(huán)境中產(chǎn)生保護性銅綠,同時滿足對焊接韌性的嚴格要求,具有 S420 強度等級,可以輕松實現(xiàn) 20 毫米厚的板材,正如 Van Den Bergh 博士所解釋的那樣,這種強度水平也適用于厚度為 50 毫米的板材。
“經(jīng)過測試,耐鹽耐候鋼的耐腐蝕性能比傳統(tǒng)鋼高出20%,”她解釋說。“與S355MLO在中鹽環(huán)境C4中相比,性能提高了20%。”
她進一步解釋說,在2023年底,新的鋼種被標準化,并被納入ISO標準ISO630-5:2023,用于具有更高耐腐蝕性的結(jié)構(gòu)鋼,使安賽樂米塔爾能夠在海上環(huán)境中暴露客戶設(shè)施的鋼材。
耐候鋼是多年前開發(fā)的,已經(jīng)用于許多不同的應(yīng)用,但直到現(xiàn)在它還不適合在海洋環(huán)境中使用。當耐候鋼暴露在環(huán)境氣氛中時,它會以與碳鋼相同的方式形成初始氧化鐵層。氧化速率取決于有多少氧氣、水分和大氣污染物可以進入金屬表面。
在這個過程的初始階段,氧化鐵的復(fù)雜混合物覆蓋在表面,形成一層鐵銹。隨著工藝的進行,銹層形成對腐蝕劑的屏障,腐蝕速度減慢。在標準的低合金碳鋼上,這種氧化鐵層是多孔的。隨著時間的流逝,該層從金屬表面脫落,腐蝕過程再次開始。氧化速率的增量取決于天氣條件以及環(huán)境的化學(xué)和機械侵蝕性。
安賽樂米塔爾解釋說,為了提高耐候鋼的耐腐蝕性,鋼中加入了銅、磷、鎳或鉻等合金元素。這些合金導(dǎo)致氧化層的形成,該氧化層保持穩(wěn)定并粘附在金屬表面。因此,當耐候鋼暴露在交替的潤濕和干燥循環(huán)中時,就會產(chǎn)生“銅綠”。除了美觀之外,銅綠還形成了一個保護屏障,阻礙了氧氣、水分和污染物進一步進入鋼材。這導(dǎo)致腐蝕速率比非合金鋼低得多。