風力發電機塔座塗層檢測與管理

 

刊登日期:2016/4/5
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台灣沿海地區受鹽害及風砂沖刷的影響,鋼構腐蝕極為嚴重,風力發電機組長期曝露於此種大氣環境中,須特別注意塔架之腐蝕防治,避免塔架鏽蝕而影響結構安全,為確保風力機組於使用年限期間正常運轉,因此,風力規範防蝕要求須依照場址環境特性,以及國外風力電廠的實際經驗來設計,務使風力發電機組能在簡易的維護下維持二十年以上之使用壽命。

本文訂立風機塔座防蝕規範及 20年免維護腐蝕診斷分析方法,利用影像辨識方法檢測判斷塔座腐蝕劣化,依據 ISO 12944-7 規範選擇檢測風場區域及面積,塗膜劣化影像辨識系統依照 ISO4628 規範進行風塔表層塗膜劣化缺陷之剝落、鏽蝕、龜裂與起泡之定量定性偵測,並做等級量化之分類。檢查週期及檢驗方法,以前 10年每 5年一次,第 11年至 20年每 2年一次,防蝕系統劣化判斷高出協議釐訂標準時,廠商需檢查該場址所有風機之塗裝,並對超出劣化判斷標準之處進行維修處理。



圖一、風力發電機組主要組成

塔架防蝕設計要求
2. 國外塔架的塗裝防蝕系統
依據國外離岸風力機組在沿海重腐蝕地區建廠經驗,對於塔架外部防蝕處理,大都採用鋅鋁金屬熔射及油漆塗裝之雙重防蝕系統,要求風機廠商須再依台灣場址特殊環境,設計防蝕處理規範並提出塗裝系統,國外數個風場依照 ISO 12944-2 大氣腐蝕性環境分類,採用 ISO 12944-5 塔架的塗裝防蝕系統需求,詳如表一。由於早期與近年離岸風力發電機塔座防蝕系統皆依照 ISO 12944-2 環境分類,及 ISO 12944-5 塗裝系統選擇建置,差異性不大,只是基樁及連接套管與海水直接接觸部份,隨著海洋環境及地點不同有較大的差異,可說是國內塗料研發的一個契機。

3. 塔架腐蝕判斷方法
大多數風電場業主或運營商皆要求 20~25年限的風力發電機的防蝕塗料系統。一般情況下,為確保風機塔架符合防蝕設計要求,塗料和塔架製造商可能會被要求提供一個特定時間的聯合保固,要求風機廠商於風機使用壽命間,需提供免費之定期油漆系統檢查及劣化維修,因此利用影像辨識方法建立地面照相,判斷塗膜劣化的方法如圖二所示。


圖二、風力機組塔架漆膜防蝕評估

4. 風力發電機塔座漆膜劣化影像辨識檢測方法
根據 ISO 4628 針對風塔表層塗層剝落、鏽蝕、龜裂與起泡偵測並做等級分類,以下將針對此四種不同處理做說明。

6. 風力發電機塔座漆膜劣化影像辨識檢查週期及判斷標準
本文先透過遠距離拍攝方式對風力發電機塔座劣化取樣,並參考 ISO 12944-7 規範,選擇檢測風場區域及面積,利用塗膜劣化影像辨識系統,依照 ISO 4628 規範進行風塔表層塗膜劣化缺陷之剝落、鏽蝕、龜裂與起泡之定量定性偵測,並做等級量化之分類,並將取樣照片建置成資料庫,搭配劣化等級評估,判斷此風力發電機塔座漆膜是否需要立即做維護,或是……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

作者:鄭錦榮/台電綜合研究所
★本文節錄自「工業材料雜誌」352期,更多資料請見下方附檔。


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