Влияние коррозии на возобновляемую энергетику

Мир все больше зависит от чистой возобновляемой энергии, и сектор возобновляемых источников энергии быстро становится одним из крупнейших в мире, а ветроэлектростанции бьют рекорды по производительности и размерам. Однако в этом секторе актуальны все те же проблемы с коррозией, с которыми сталкивается нефтегазовая промышленность на протяжении многих лет. Коррозия представляет серьезный риск для морских ветроустановок, ее последствия могут привести к дорогостоящим работам по модернизации морских сооружений, что приведет к снижению выработки энергии и подвергнет персонал дополнительному риску для здоровья и безопасности. Поэтому защита от коррозии имеет жизненно важное значение для обеспечения целостности морских сооружений, чтобы свести к минимуму воздействие этих рисков.

По имеющимся оценкам, стоимость покраски морского сооружения в специализированном окрасочном цехе может быть на 25% ниже за квадратный метр по сравнению с покраской на месте эксплуатации. Кроме того, расходы, связанные с ремонтными работами на новой системе покрытий, выполненными на месте, по оценкам одного производителя покрытий будут в 5-10 раз больше (за квадратный метр) по сравнению с выполнением работ в цехе. В отчете TWI сообщается, что недавнее разрушение покрытия на ветроэлектростанции у побережья Ирландии обошлось более 2 млн фунтов стерлингов, что в 20 раз превышает стоимость исходной установки.

Таким образом, целесообразно выполнять коррозионную защиту любой конструкции в окрасочном цехе или на предприятии сразу после изготовления, включая окраску, проверку и необходимые ремонтные работы. Коррозионная защиты должна быть неотъемлемой частью производственного процесса, и для успешного выполнения всех окрасочных работ должны быть выделены соответствующие временные рамки. Это простая концепция. Чтобы повысить качество и снизить затраты, руководители должны обеспечить присутствие команды специалистов по защите от коррозии на этапах проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию для своевременного выполнения работ и соблюдения установленных технических требований.

Большинство стандартов, подходящих для коррозионной защиты ветроэнергетических установок в морских условиях, уже много лет используется в нефтегазовой отрасли, например, ISO 12944 и NORSOK M-501. Тем не менее, в объявлениях о наборе персонала в отделы защиты от коррозии и гарантии/контроля качества часто можно увидеть требования, специфические для сектора возобновляемой энергетики, но многие такие специалисты не знакомы с нефтегазовой отраслью, что, в свою очередь, создает свои собственные проблемы и задержки в выполнении проекта.

Ветроэнергетические установки могут иметь разные конструкции, от чего также зависит выбор системы защитных покрытий.

Хотя внешняя коррозия в зоне заплеска и приливных зонах вызывает большое беспокойство в отрасли, особенно когда речь идет о параметрах, связанных с напряжением и усталостью, коррозия этого типа в целом хорошо изучена и очень похожа на проблемы, характерные для других морских сооружений. Однако внутри, в закрытых отсеках действующие правила и стандарты не подходят, поскольку с появлением данных проверок и инспекций необходимо решать такие серьезные проблемы, как проблемы усталостных разрушений и напряжений, выбор конструкции и материалов, катодная защита.

Опыт с коррозией внутренних поверхностей показывает, что на практике трудно полностью герметизировать отсеки и сделать их непроницаемыми. Если закрытый отсек не полностью герметичен, возможно прямое попадание воздуха. Одна крупная сертификационная организация отмечает, что проникновение морской воды и воздуха (кислород) было обнаружено в фундаментах, которым было два года, что увеличило скорость коррозии и локализовало коррозионное воздействие. После ввода в эксплуатацию монофундаментных столбов на многих морских ветроэлектростанциях наблюдались проблемы с коррозией внутри моносвай в области, расположенной под так называемой ”воздухонпроницаемой палубой”.

Причина этой коррозии обычно связана с разрушением уплотнения подводного кабельного ввода, которое позволяет воздуху (кислороду) проникать в моносваи. Это полностью противоречит предположению о том, что подводная внутренняя область является ”безгазовой” с низким риском возникновения коррозии из-за ограниченного присутствия кислорода после первоначального кислородного истощения. Существует также риск возникновения микробиологической коррозии в фундаменте закрытого отсека с локализованным коррозионным воздействием на поверхность, находящуюся под водой, и участки моносваи, заглубленные в верхней части осадка. Чередование аэробных и анаэробных условий также может способствовать росту бактерий, а риск микробиологической коррозии зависит от вида бактерий и условий окружающей среды.

Ожидается, что в присутствии сульфатвосстанавливающих бактерий и при благоприятных условиях роста может произойти образование сульфидов. Различия в приливо-отливном течении приводят к изменению уровня воды внутри сваи, а это приводит к появлению в морской воде микроорганизмов, которым не требуется кислород для выживания (например, сульфатвосстанавливающие бактерии). Некоторые поставщики настаивают на размещении кабелей внутри башенной опоры, чтобы они проходили через сваю и выходили из конструкции через отверстие под водой, известное как «крысиная нора» с уплотнением. Это уплотнение во многих случаях оказалось неэффективным, в результате чего было допущено проникновение воды в сваю.

Морская ветроэнергетика сталкивается с серьезными проблемами и не может в полной мере справиться с проблемами коррозии, а также не внедряет стратегические системы защиты от коррозии на этапе проектирования отчасти из-за давления спроса на поставку энергии для удовлетворения энергопотребностей.

Ли Уилсон, компания Corrtech Ltd.