海上风电，不同于陆上风电，与陆地环境相比，海洋环境更为严酷恶劣，高温、高湿、高盐、强紫外线、海泥、海水、浪花飞溅、海洋大气以及持续的机械损伤、磨蚀、腐蚀等综合因素的影响是海洋工程装备安全服役面临的主要威胁。同时海上风电由于其特殊的地理环境和技术要求，维修费用极高。如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。海洋装备防护技术已成为海上风电亟待解决的突出问题，而防腐蚀设计就构成了海上风电场设计的重要组成部分。

目前建成的海上风电场绝大多数为近海风电场，受到的限制因素较多。而在水深超过50米的深远海区域建设风电场，风速更大，风力更强，受限制减少，大兆瓦机组可以大幅提高发电量，节约运维成本，这是当前海上风电发展的趋势。然而在深海区域，环境较为复杂，大的风浪对风电机组的腐蚀防护提出了更高的要求。海上风电服役寿命一般设计要求超过 20年以上。因此对于海上风电防腐涂层系统的有效运行时间要求一般需要超过25年。据统计推测, 修复海上风电机组防腐涂装的成本是车间生产成本的50倍。因此，高性能防腐涂层系统不仅对海上风电延长使用寿命和安全服役具有重要意义，也更具有重要的经济价值。因此开展海洋风电防腐技术及装备的研究与实践，对我国海洋风电产业快速健康发展更具有重大的战略意义。

在国家标准《沿海及海上风电机组防腐技术规范》(GB/T 33423-2016)表1中所示，目前所选用的防腐涂料基本上都是环氧和聚氨酯系传统防腐涂料。这类防腐材料已经沿用了几十年，至今仍在使用。多年来的实践经验和试验数据证明，环氧系防腐涂料在海洋气候环境下会发生严重粉化现象，而脂肪族聚氨酯防腐涂料虽然耐候性强于环氧涂料，但面对海洋严酷腐蚀环境，材料老旧加上性能缺陷，即使厚涂600~1000微米，也很难保证在海洋环境下服役20年不失效。这是由涂层成膜物特性本身所决定的，理论上可以这样设计，但实际应用上是不可行的技术方案。

为解决海上风电塔筒(架)的长效性防护，必须跳出传统防腐材料的框架，在涂层防护设计上选用新技术、新材料、新产品，进行合理选材、科学配套，才能保证复合涂层体系在海洋环境下服役的长效性和耐久性。

项目内容

本项目构建的海上风电塔筒(架)新型防护涂层体系的技术方案，完全颠覆了传统防腐涂层体系的设计，采用的新技术、新材料和新产品均属于原创性知识产权发明专利集成技术。

一种海上风电塔筒(架)新型防护涂层体系的设计及实施方案如下：

所述风电塔架，包括风电塔筒和套管架、桩基(大气区、飞溅区及潮差区)及其它附属配套金属构件，见图1所示。

防腐设计内容包括钢材的表面处理与技术标准、新型涂料的选用及配套复合涂层体系的设计、不同部位涂层干膜厚度要求、涂层质量技术指标和检验标准，如附录表1所示。

附录表1为海上风电塔架新型涂层防护构建体系，完全不同于GB/T 33423-2016《沿海及海上风电机组防腐技术规范》国家标准，它摒弃了传统防腐涂料(环氧类和聚氨酯类)的涂层防护设计体系，完全采用的是新型材料——石墨烯改性钛基纳米重防腐涂料构建的复合涂层体系。

海上风电塔架新型涂层防护体系构建的信心，是基于新型涂层材料的卓越的物理机械性能和抗天候老化以及防腐蚀性能。石墨烯改性钛基纳米重防腐涂料，又称为钛基石墨烯重防腐涂料，它是由主成膜物纳米有机钛聚合物(简称钛基料)、辅助成膜树脂、石墨烯分散浆料、防锈颜料、功能填料、涂料助剂和活性稀释剂组成的高固体份涂料或无溶剂涂料。

陕西至强重防腐钛基石墨烯重防腐涂料与传统涂料(GB/T 33423)的国家标准要求的性能指标比较。见表2至表5。

钛基石墨烯重防腐涂料的涂层性能制订的技术指标依据是基于国家涂料质量检验中心的第三方检验报告数据而制定的。从表2至表5的性能指标对比来看，新型涂层材料远远高于传统涂层材料性能指标的几倍之多，根本不在一个层次上。

为海上风电塔架防护的新型涂层体系与传统涂层体系设计差异化分析比较与海上风电塔架防护的新型涂层体系与传统复合涂层体系技术性能的比较，见表6~7所示。

通过对比分析，可以推断，新型钛基石墨烯纳米重防腐材料在海上风电塔架上的涂层防护寿命可以保障服役25年及以上。

新型涂层材料钛基石墨烯重防腐涂料复合涂层体系的有益之处，可以总结出如下几点：

1. 采用钛基石墨烯冷涂锌底漆，替代了污染严重、伤害操作人员身心健康的热镀锌和热喷锌工艺，降低了涂层(镀层)的厚度，减少了有色金属的使用量，节省了材料成本，同样可以达到热镀锌层或热喷锌层的防腐效果，并且省略了镀锌层的封闭工序。
2. 采用钛基石墨烯重防腐涂料(底漆和面漆)，替代了传统的环氧涂层体系和聚氨酯涂层体系，无需800~1000µm厚涂层设计，简化了传统涂料繁琐的施工工艺，减少了材料的用量，降低了工程费用成本，并且同样可以达到相同设计的长效防护寿命。
3. 新材料、新技术、新产品、新工艺的推广应用，有利于先进制造业的技术进步和产品更新换代，体现了国家科技兴国和科技强国的发展战略。

如果需要，可以联系我们。

据行业统计，修复海上风电机组防腐涂装的现场成本高达车间生产成本的50倍 。现行国家标准《沿海及海上风电机组防腐技术规范》（GB/T 33423-2016）中沿用数十年的传统环氧及聚氨酯涂料，在实际应用中极易发生严重粉化、老化和性能退化 。即使涂层厚度高达600~1000微米，面对20年以上的服役设计要求，传统技术方案依然心有余而力不足 。

要实现深海风电25年以上的免维修服役，必须跳出传统材料框框 。陕西至强紧跟前沿科技，构建出全新一代“钛基石墨烯重防腐涂层新材料体系” ，以原创性专利技术集成，彻底颠覆传统防腐涂层设计 。

核心技术：石墨烯改性钛基纳米涂料的性能飞跃

本项目核心产品钛基石墨烯重防腐涂料，由纳米有机钛聚合物（主成膜物）、辅助成膜树脂、石墨烯分散浆料及活性稀释剂等组成 。通过国家涂料质量检验中心等第三方权威机构检测，其物理机械性能及耐候防腐指标呈现出对传统材料的“断代式”超越 ：

• 超强附着力：冷涂锌及重防腐底漆附着力达 10~20 MPa，远超传统冷涂锌（3 MPa）及环氧富锌漆（5 MPa） 。
• 极致耐磨与高硬度：重防腐面漆耐磨性 $\le$ 20 mg（传统聚氨酯漆为 100 mg），铅笔硬度高达 $\ge$ 6H（传统仅为 F） 。
• 非凡的耐盐雾与耐老化性：底漆耐盐雾试验、面漆人工加速老化试验第三方检测均超过 5000 小时（内部自检更是突破 10000 小时），而传统环氧底漆耐盐雾仅 $\le$ 720 小时 。
• 绿色环保：有害物质排放（VOC）与有害重金属含量大幅优于GB 30981国家标准，无有害金属检出，全面保障绿色施工与职业健康 。

方案对比：更薄的厚度，更持久的守护

陕西至强设计的新型防护涂层体系，针对风电机组不同的服役工况（海洋大气区、浪溅潮差区、海水全浸区等）进行了科学配套，实现了大幅度的减薄、降本、提效 ：

四、 应用流程：严苛的标准铸就军工级品质

为确保新型涂层体系达到25年以上免维修的极致寿命 ，陕西至强制定了全生命周期的标准化应用流程：

1. 工厂车间规范涂装

• 表面处理：构件锐边R $\ge$ 2mm打磨，全面喷砂除锈须达到 GB/T 8923.1 Sa 2.5级，粗糙度精控在 40~70 $\mu$m 。
• 温湿度控制：严格在气温 >5℃、相对湿度 <80%、钢板表面温度高于露点3℃的环境下施涂 。
• 双组分精细配制：涂料熟化10~15分钟并静置排气，混合料使用100目滤网过滤，配料控制在0.5小时内用完，严防固化浪费 。

2. 现场修补与全检质量验收

• 针对运输、吊装等造成的局部破损及焊缝区域，使用动力工具处理至St3或SP11级别，完好边口磨出平滑过渡层进行原漆补涂 。
• 采用拉开法测试漆膜附着力 ；对飞溅区、潮差区及全浸区进行100%漏涂点电火花检测，确保零针孔缺陷 。

3. 长效全周期保养维护

• 工程实施初期2年内，每半年进行一次全面检测；2年后每年检测一次，10年后根据防腐系统运行情况增加频次，建立完整的图表档案与修补计划，为风场资产保驾护航 。

科技兴国，绿色风电的至强力量

新材料、新技术、新工艺的全面推广，是推动先进制造业产品更新换代的核心动力 。陕西至强“钛基石墨烯重防腐涂层体系”在海上风电领域的成功构建与应用，不仅大幅降低了深海风电的综合运维成本，更以优异的低碳环保表现，深度践行了国家科技强国与双碳战略 。

我们致力于用科技的力量对抗海洋的侵蚀，为每一座风机穿上翱翔深海的“坚固铠甲”！

业务咨询与技术支持

欢迎广大海上风电业主、塔筒制造企业及工程EPC单位联系陕西至强，获取定制化重防腐涂装系统解决方案。