海上風電機組矗立在海洋中，而海洋環(huán)境是一種極其復雜的腐蝕環(huán)境。在這種環(huán)境中，海水本身是一種強的腐蝕介質(zhì)，同時波、浪、潮、流又對金屬構件產(chǎn)生低頻往復應力和沖擊，加上海洋微生物、附著生物及它們的其代謝產(chǎn)物等都對腐蝕過程產(chǎn)生直接或間接的加速作用。對于使用鋼材料的風電設備而言，“抗腐蝕”成為海上風電運行后最大的考驗。目前，海上風電運維人員對防腐的重視程度認識不高，因為水下鋼結構看不見摸不著，覺得離形成重大隱患較遠，殊不知危險已悄然存在；另一方面，對海上防腐知識欠缺，二者疊加起來，形成了防腐“說起來重要做起來次要”的局面。但防腐愈早治理，對設備的后期運維愈好，所以海上鋼結構的防腐十分重要，本文彌補海上腐蝕知識的短板，盡快使運維人員掌握腐蝕機理及防腐措施。
1.1 腐蝕環(huán)境
腐蝕是材料在環(huán)境作用下發(fā)生變質(zhì)并導致破壞的過程。幾乎所有材料的使用過程中，在環(huán)境作用下都會發(fā)生腐蝕。引起材料腐蝕的環(huán)境有兩類：一類是自然環(huán)境，如大氣、海水和土壤等；另一類是非自然環(huán)境，如酸、堿、鹽及其他工業(yè)生產(chǎn)中的介質(zhì)等，也稱工業(yè)環(huán)境。金屬材料在自然環(huán)境中的腐蝕過程，實質(zhì)上就是金屬在腐蝕介質(zhì)中通過電化學反應被氧化成正的化學價態(tài)。這，也就是金屬腐蝕的電化學本質(zhì)。
1.2 海上風機鋼結構腐蝕區(qū)域劃分
海上風機矗立在海上，基礎和塔筒是處于海洋環(huán)境下的鋼結構，在海洋中的腐蝕行為情況隨其暴露條件的不同而發(fā)生很大的變化。從腐蝕角度上一般將海洋環(huán)境自上而下劃分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)(包括淺海區(qū)、大陸架區(qū)和深海區(qū))和海底泥土區(qū)五個腐蝕區(qū)帶。風電設備一般運行在海洋大氣區(qū)內(nèi)，主要以潮的大氣腐蝕為主，不同區(qū)域的腐蝕速率存在著明顯差別。浪花飛濺區(qū)的腐蝕速率最高，潮差區(qū)次之。
1.3 腐蝕機理
鋼結構在常溫下的大氣腐蝕，主要是由于暴露在常溫大氣環(huán)境中使用，受空氣中的水分和其他污染物的化學、電化學的作用而引起的腐蝕。這種腐蝕它是在金屬表面極薄的一層水膜下進行的，這些水膜或是由于水分的直接沉降或者由于大氣溫度的突然變化而產(chǎn)生的凝露。這些水膜中又能溶入大氣中的氣體（如O2、CO2、SO2、H2S等）、鹽類、塵土及其他污染物，再加上生產(chǎn)制造、運輸及使用過程中人為污染因素，所有這些都會共同作用提高水膜的導電性而促進腐蝕過程的加速，當金屬表面形成連續(xù)的電解液層時，便形成電化學腐蝕過程。
一方面，含O2水膜中由于氧的去極化作用產(chǎn)生吸氧腐蝕，其總的反應公式為：
2Fe+O2+2H2O=4Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
整個過程表現(xiàn)為陰極得電子O2+2H2O+4e→40H-，在陽極鐵被氧化成Fe2+，F(xiàn)e-2e→Fe2+，在形成的Fe(OH)3；脫水為Fe2O3；，這是形成紅褐色的鐵銹的主要成分。
另一方面，金屬表面電解質(zhì)溶液中會溶有一定的量的CO2、SO2、H2S等，加上水的電離便產(chǎn)生析氫反應，即：
H2O=H++OH-
CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-
鐵及其雜質(zhì)在H+、OH-、HCO3-等離子溶液中形成腐蝕電池，F(xiàn)e-2e→Fe2+，F(xiàn)e2++20H-=Fe(OH)2，水膜中的H?從陰極中獲得電子生成H?放出，即2H++2e→H2。產(chǎn)物Fe(OH)2繼續(xù)氧化形成的Fe(OH)3及脫水后形成Fe2O3。
上述進行的腐蝕表明，金屬都是作為陽極發(fā)生氧化反應而遭受到腐蝕，整個過程具有由以下三個環(huán)節(jié)組成：
(1)在陽極金屬失去電子變成金屬離子進入溶液，F(xiàn)e-2e→Fe2+；
(2)電子由陽極流向陰極；
(3)在陰極，流來的電子被溶液中能吸收電子的物質(zhì)接受生成還原物質(zhì)(2H++2e→H2，O?+2H2O+4e→40H-)。
在這三個環(huán)節(jié)中進行最慢的一個環(huán)節(jié)將決定整個腐蝕過程的速度。
1.4 影響鋼結構大氣腐蝕的環(huán)境因素
大氣的相對濕度：由于大氣腐蝕是一種發(fā)生在液膜下的電化學反應，空氣中水分在金屬表面凝聚而產(chǎn)生水膜，和空氣中氧氣通過水膜抵達金屬表面是發(fā)生大氣腐蝕的基本條件，水膜的形成與大氣中的相對濕度相關，故空氣中相對濕度是影響大氣腐蝕的主要因素之一。金屬表面形成水膜所需相對濕度的最低值稱為腐蝕臨界濕度，當大氣的相對濕度超過臨界濕度時，其腐蝕速度會快速增加。
表面潤濕時間：金屬表面能引起大氣腐蝕的電解質(zhì)膜，以吸附或液態(tài)膜形式覆蓋在金屬表面的時間稱為表面潤濕時間，實際上就是金屬表面發(fā)生電化學腐蝕的時間。表面潤濕時間越長，腐蝕總量就越大。
氣溫：大氣溫度及其變化是影響大氣腐蝕的重要因素。因為它影響金屬表面水蒸氣的凝聚、水膜中各種腐蝕氣體和鹽類的溶解度、水膜的電阻以及腐蝕電化學反應的速度。溫度的影響需與大氣的相對濕度綜合起來考慮。
1.5 海洋微生物腐蝕
微生物腐蝕是指微生物附著在金屬、合金等復合材料表面形成生物膜,影響金屬表面的電化學過程。微生物腐蝕主要是一些細菌作用。腐蝕性的細菌種類很多，但分布廣、作用大的腐蝕性細菌，都與自然界的硫元素相關，其中主要的是硫化細菌和硫酸鹽還原菌。海洋細菌不管在有氧環(huán)境中還是無氧狀態(tài)下，都對金屬有腐蝕作用。
