摘 要：波浪能發(fā)電裝置是利用波浪能轉(zhuǎn)換為電能的主要海洋工程裝備。經(jīng)多次實(shí)海況試驗(yàn)證明，波浪能發(fā)電裝置主體結(jié)構(gòu)極易發(fā)生腐蝕，影響其穩(wěn)定可靠運(yùn)行，對(duì)其安全性造成威脅。文章中結(jié)合當(dāng)下波浪能裝置的腐蝕特點(diǎn)、海洋防腐技術(shù)等進(jìn)行了分析，旨在為波浪能開發(fā)利用技術(shù)的推廣應(yīng)用提供一定的參考。

　　關(guān)鍵詞：波浪能裝置;腐蝕;防腐

　　引言

　　隨著環(huán)境污染日益嚴(yán)重，能源戰(zhàn)爭愈演愈烈，國家對(duì)發(fā)展藍(lán)色海洋經(jīng)濟(jì)，開發(fā)海洋能源越來越重視。海洋發(fā)展是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一部分，已將海洋科技列入到國家戰(zhàn)略規(guī)劃中。在我國出臺(tái)的發(fā)展規(guī)劃與發(fā)展戰(zhàn)略等文件中進(jìn)行全面部署，促進(jìn)海洋能源的全方位開發(fā)利用。近年來，波浪能作為海洋能的一種，也在國家有利政策的支持下得到了迅速發(fā)展。

　　由于海洋環(huán)境的特殊性，使得波浪能利用技術(shù)的發(fā)展比陸地上可再生能源技術(shù)的發(fā)展要困難的多。例如海洋環(huán)境中海水和海風(fēng)中都含有大量鹽類物質(zhì)，對(duì)以鋼材為主要結(jié)構(gòu)材料的波浪能裝置有著嚴(yán)重的腐蝕作用[1]，不僅影響波浪能裝置的安全性和穩(wěn)定性，而且影響其運(yùn)動(dòng)幅度及靈活性。海洋環(huán)境的腐蝕作用具有持續(xù)性和長期性等特點(diǎn)，波浪能裝置從投入使用開始，其鋼結(jié)構(gòu)持續(xù)不斷受到海洋環(huán)境的腐蝕作用，因此防腐是波浪能裝置的關(guān)鍵[2]。探索波浪能裝置防腐的實(shí)際情況和完善措施，對(duì)于推進(jìn)波浪能開發(fā)利用技術(shù)的意義特別重大。

　　1 波浪能裝置腐蝕因素

　　根據(jù)長期在海洋環(huán)境下運(yùn)行的波浪能裝置腐蝕的情況進(jìn)行分析，波浪能裝置受腐蝕的因素一般分為以下三個(gè)方面：

　　(1)化學(xué)因素：化學(xué)因素主要通過海水中的溶解氧含量、含鹽量及電導(dǎo)率等方面起作用。一方面低溶解氧含量容易導(dǎo)致腐蝕。另一方面，含鹽量的高低影響了電導(dǎo)率和含氧量的高低，進(jìn)而對(duì)腐蝕速率產(chǎn)生影響。最后，海水的電導(dǎo)率增高將加速波浪能裝置結(jié)構(gòu)的腐蝕。

　　(2)物理因素：海洋環(huán)境的物理因素包括海水流速、波浪、潮汐、溫度等方面，這些因素最終會(huì)導(dǎo)致溶解氧含量。例如：當(dāng)海水流速達(dá)到一定高速對(duì)波浪能裝置的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊磨蝕等一類的多種腐蝕現(xiàn)象，使波浪能裝置的腐蝕速度加快。飛濺的浪花在波浪能裝置的鋼結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生沖擊磨損，破壞其保護(hù)膜和涂層，導(dǎo)致其腐蝕加重。潮汐的漲落導(dǎo)致的水分和鹽分變化加劇了金屬的腐蝕。海水水溫的升高對(duì)腐蝕起著加速的作用。

　　(3)生物因素：生物因素主要是指波浪能裝置的鋼結(jié)構(gòu)表面上附著的海洋生物，由于生長繁殖過程中產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)會(huì)促進(jìn)電化學(xué)腐蝕。

　　2 波浪能裝置腐蝕特點(diǎn)

　　波浪能裝置的各個(gè)部位位于海洋的不同區(qū)域，而不同的海洋區(qū)域的腐蝕程度與相對(duì)的防腐措施也相對(duì)不同，所以了解不同海洋區(qū)域的腐蝕情況十分重要。波浪能裝置腐蝕區(qū)域主要包括：海洋大氣區(qū)，海洋浪花飛濺區(qū)，海洋潮差區(qū)，海洋全浸區(qū)四個(gè)區(qū)域。以浮漂浮式波浪能裝置中的鷹式波浪能裝置為例，這四個(gè)區(qū)域進(jìn)行分布如圖1所示。

　　(1)海水全浸區(qū)：主要是指波浪能裝置完全浸沒在海水中的部分。這個(gè)區(qū)域中，由于海水的化學(xué)因素使波浪能裝置的鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕速率比海洋大氣中更為迅速，尤其是保護(hù)涂層在此區(qū)腐蝕最為嚴(yán)重。在海水全浸層，在海水越深處，波浪能流密度越小，腐蝕越小。

　　(2)海洋大氣區(qū)：主要包含了波浪能裝置在海面以上的結(jié)構(gòu)部分。這個(gè)區(qū)域由于空氣濕度較高，易在裝置表面產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。在海洋大氣區(qū)能流密度幾乎為零，腐蝕較小。

　　(3)海洋浪花飛濺區(qū)：主要是指波浪能裝置水線以上，在半波高度以下的區(qū)域。這個(gè)區(qū)域?yàn)楦蓾窠惶娲嬖冢┭醭渥悖饧永嘶_刷作用，造成物理與電化學(xué)的嚴(yán)重腐蝕。該區(qū)域能流密度最大，腐蝕情況最嚴(yán)重[3]。

　　(4)海浪潮差區(qū)：主要是指潮位變化導(dǎo)致波浪能裝置主體結(jié)構(gòu)處于干濕變化的區(qū)域。該區(qū)域的結(jié)構(gòu)除經(jīng)受海水腐蝕外還要承受海浪、風(fēng)暴等力學(xué)因素的作用，極易造成腐蝕疲勞，促進(jìn)腐蝕進(jìn)程。該區(qū)域水位變化影響較大，能流密度影響其次，因此腐蝕情況沒有浪濺區(qū)嚴(yán)重。

　　3 防腐涂料

　　波浪能裝置防腐技術(shù)主要包括耐腐蝕材料、制造工藝、防腐涂料[4]。防腐涂料是最關(guān)鍵的一道防腐措施，也是目前發(fā)展最完善的一項(xiàng)技術(shù)。

　　推薦閱讀：《水電能源科學(xué)》(Water Resources and Power)創(chuàng)刊于1983年，教育部主管，中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)、華中科技大學(xué)主辦。