《海上风电钢结构腐蚀防护与监测技术综述》

来源：《材料保护》

中文标题：《海上风电腐蚀防护与监测技术综述》

英文标题：Review of Corrosion Protection and Monitoring Technologies for Offshore Wind Power

作者：刘碧燕、李栋、刘娅莉、陈洋洋、陈凯

发表期刊：《材料保护》

发表信息：2025年，第58卷第12期，第22—32页

文章类型：综述

摘要

针对海上风电恶劣服役环境导致的腐蚀风险，该文系统综述了海上风电基础、塔筒、机舱及内部设备的腐蚀机理、腐蚀案例、防腐技术和腐蚀监测方法。文章分析了海洋环境中危害最大的腐蚀类型及其影响因素，梳理了钢桩基础远程监检测、浪花飞溅区腐蚀监检测、发电机结构及轴承电化学腐蚀监测、关键装备腐蚀预警管理系统等监测技术路径；在此基础上提出，应构建“防腐技术—监测技术—预测技术”相结合的创新框架，推动海上风电防腐从“被动修复”向“主动防护”转变。后续研究重点包括改进关键部位腐蚀控制技术、完善腐蚀数据库与智能诊断系统、建立全寿命周期腐蚀管理策略。

English Abstract

Addressing the corrosion risks posed by the harsh service environment of offshore wind power, this paper systematically reviews the corrosion mechanisms, corrosion cases, anti-corrosion technologies, and corrosion monitoring methods for offshore wind power foundations, towers, nacelles, and internal equipment. It analyzes the most hazardous corrosion types, mechanisms, and influencing factors in marine environments, and summarizes monitoring approaches including remote monitoring of steel pile foundations, corrosion monitoring in the splash zone, electrochemical corrosion monitoring of generator structures and bearings, and corrosion warning management systems for key equipment. The paper proposes an integrated framework combining anti-corrosion technology, monitoring technology, and prediction technology, promoting a shift from “passive repair” to “active protection.” Future research priorities include improving corrosion control at critical locations, developing corrosion databases and intelligent diagnosis systems, and establishing life-cycle corrosion management strategies.

研究背景

一、海上风电规模化发展带来的腐蚀挑战

海上风电基础、塔筒及机舱长期处于高盐雾、高湿度、干湿交替和海水浸泡的复合腐蚀环境中，腐蚀不仅造成截面损失与承载力退化，还直接影响结构的设计寿命与运维安全。与陆上钢结构不同，海上风电结构的腐蚀损伤具有隐蔽性强、检测可达性差、修复窗口受海况制约等特点，一旦关键部位发生严重腐蚀，维护成本与停机损失远高于陆上工程。

二、现有防腐体系与监测能力的结构性短板

海上风电防腐通常采用涂层保护与阴极保护相结合的方式，但在浪花飞溅区、水下区及内部封闭空间等部位，涂层易破损、阴极保护电流分布不均，局部腐蚀风险仍然突出。与此同时，腐蚀监测多停留在定期人工检测或少量传感器抽测阶段，缺乏对腐蚀环境因子和结构腐蚀状态的连续感知能力，难以支撑“按需维护”和全寿命周期管理。

三、从“被动修复”向“主动防护”转型的技术需求

该综述的核心判断是：海上风电腐蚀控制不能仅依靠防腐措施的“堆叠”，而应将腐蚀机理认识、防腐技术选择、在线监测与预测模型纳入统一框架。只有实现对关键部位腐蚀状态的实时感知与寿命预测，才能在腐蚀发展到有害程度之前采取干预措施，从而将维护策略从“坏了再修”转变为“提前防控”。

研究内容

（一）腐蚀机理与腐蚀案例分析

文章针对海上风电基础、塔筒、机舱及内部设备，梳理了海洋环境中常见且危害较大的腐蚀类型，分析了氯离子渗透、干湿交替、电偶腐蚀和微生物腐蚀等机理，并结合实际腐蚀案例说明不同部位腐蚀损伤的典型形态与成因。

（二）防腐技术体系梳理

文章对海上风电现有防腐技术进行了归纳，涵盖涂层防护、阴极保护、耐蚀材料选用及复合防护策略，并讨论了不同技术在不同腐蚀区带（水下区、浪花飞溅区、大气区）的适用性与局限性。

（三）腐蚀监测与预测技术

综述重点介绍了钢桩基础远程监检测、浪花飞溅区腐蚀监检测、海上发电机结构及轴承电化学腐蚀监测，以及关键装备的腐蚀预警管理系统。文章进一步讨论了如何利用监测数据评价阴极保护效果、评估钢桩剩余使用寿命，并支撑预测模型与维护策略的制定。

（四）技术框架与发展方向

在上述梳理基础上，文章提出构建海上风电防腐技术与监测、预测技术相结合的创新框架，并指出后续研究方向：改进关键部位腐蚀控制技术、完善腐蚀数据库和监测网络、发展智能诊断系统，以及推行全寿命周期腐蚀管理策略。

结论

（1）海上风电钢结构腐蚀控制需要覆盖“基础—塔筒—机舱—内部设备”的全系统视角，单一防腐措施难以应对复杂海洋环境下的局部腐蚀风险。

（2）腐蚀监测应从离散抽测走向连续感知，将环境腐蚀因子监测与结构腐蚀状态监测相结合，为阴极保护效果评价和剩余寿命预测提供数据基础。

（3）该综述提出的“防腐—监测—预测”一体化框架，为海上风电防腐从被动修复向主动防护转型提供了技术路径；完善腐蚀数据库、智能诊断与全寿命周期管理是后续工程化应用的关键环节。