基于专利分析的海上风电机组用紧固件防腐技术

摘要:[目的]为清晰地呈现出海上风电机组用紧固件防腐技术的发展态势,识别关键技术趋势和创新方向。[方法]采用专利检索分析方法,从全球专利数据库中检索紧固件防腐技术相关的专利文献,分析了紧固件防腐技术的申请态势、申请人及申请人类型、技术构成、技术功效、技术路线等,并从改变紧固件基体性能、聚合物防腐涂料、合金镀层防腐材料、镀层制备工艺、复层防腐、阴极保护和包覆防腐等方面揭示紧固件防腐技术方法。[结果]结果表明,海上风电机组用紧固件防腐技术正处于快速发展阶段,长效且优异的环保型防腐、少维护或免维护新型防腐技术将是今后紧固件防腐的战略部署及专利布局的热点。[结论]研究结果可为高强紧固件防腐产业发展和研究提供科学的决策参考。

海洋环境风电基础腐蚀疲劳挑战与寿命预测综述

摘要:[目的]海上风机基础在腐蚀环境与交变应力协同作用下有腐蚀疲劳失效的风险。[方法]综述了腐蚀疲劳裂纹扩展机理、防腐方案、腐蚀疲劳挑战及寿命预测的研究进展。[结果]在海洋环境腐蚀疲劳的影响因素中,腐蚀产物是裂纹扩展的主要原因。在腐蚀环境中及超高周疲劳(VHCF)和超高周腐蚀疲劳(VHC-CF)条件下,腐蚀导致的表面缺陷(如点蚀坑)和内部缺陷(如孔隙、未熔合等)会成为裂纹的萌生点。点蚀坑形状与疲劳强度的关系:相比于半椭圆形坑,V形坑会导致更严重的疲劳强度退化,尤其是长宽比小的坑。采用先热处理后滚压螺纹(HTR)工艺制作的螺栓的疲劳性能较佳,适合在海上风电项目中推广。[结论]为确保海上风电基础安全,需继续开展技术创新及腐蚀疲劳研究。

海上风电腐蚀防护与监测技术综述

摘要:针对海上风电恶劣环境导致的腐蚀风险,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;分析了海洋环境最常见、危害最大的腐蚀类型、腐蚀机理、影响因素、腐蚀案例、防腐技术,以及海上风电结构腐蚀监测与预测,包括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、关键装备的腐蚀监测与预警管理系统;综述了构建腐蚀监测系统,及时感知环境腐蚀因子和设备腐蚀状态,实时检测局部腐蚀,评价阴极保护效果和钢桩使用寿命,预测模型及维护策略的发展状况。得出:应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,推动海上风电防腐技术从“被动修复” 向“主动防护”的转变。后续创新研究:改进关键部位腐蚀控制技术、完善腐蚀数据库和腐蚀监测网络及智能诊断系统、全寿命周期腐蚀管理策略。

海上风电用42CrMo轴承钢的电化学行为

摘要: 采用开路电位、电化学阻抗谱和动电位极化测试等手段研究了42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学行为,并研究了温度和腐蚀时间对其电化学过程的影响规律。结果表明:42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学过程以活化溶解为主;且随着温度的升高和浸泡时间的延长,42CrMo钢的电化学活性显著增加,其电荷转移电阻Rct显著降低,自腐蚀电流密度Jcorr 则显著提高,表明其耐蚀性下降。腐蚀形貌分析发现,42CrMo轴承钢的表面以局部腐蚀为主,伴随着点蚀坑的特征。

我国海洋装备产业链高质量发展战略研究

摘要:海洋装备产业链环节众多、长且复杂,是保障海洋经济安全的重要内容。我国海洋装备产业链市场、订单“两头在外”,关键核心技术和配套设备较多依赖进口,一旦受到国际格局影响可能面临“断链”风险,因而海洋装备的自主可控与创新发展对保障产业链安全、促进高质量发展意义重大。本文提出了海洋装备产业链图谱的研究构思,遴选出海洋运载装备、海洋油气装备两类重点领域,梳理了相关产业的国际总体格局、国内基本现状,厘清了我国海洋装备产业链上主要环节的发展形势和面临的挑战,论证了我国海洋装备产业链发展的思路与目标,海洋运载装备、海洋油气装备产业链上主要环节的突破方向。在我国海洋装备产业链上,原材料、总装建造属于优势环节,研发设计、配套属于劣势环节,尤其是高端船舶、深水油气开发装备的自主保障能力不足;建议采取由政策扶持扩大海洋装备内需、锚定高端海洋装备创新研发优势方向、加强国际合作带动“外循环”等方式,推动海洋装备产业链高质量发展。

输氢海底管道强度设计准则研究

摘要:本文研究了输氢海底管道的强度设计、断裂韧度和氢致疲劳裂纹扩展速率模型准则,并对模型进行了敏感性研究。为输送氢气海底管道工程设计提供指导。

国内外海底接驳技术现状与关键

摘要:海底接驳是将多个设备在水下连接,实现对电能和信息交互的集中管理,是研制深海勘探装备、构建海底观测网的核心技术之一。美国、日本、加拿大等海底接驳技术起步较早,逐步发展了负高压单级直流输电、大功率电能转换、水下湿插拔、大型光纤通信组网等技术,采用模块化设计、多级接驳盒互连的结构方式,已在多个海域建成了大型的海底观测网。近十年,随着国内开始布局近海海洋观测系统,接驳盒设计制造、负高压输电、远程通信与控制等技术发展迅速。以科学节点形式的水下接驳系统,已在多个海域成功应用。但目前,还没有形成大型的观测网,部分深水关键部件,例如水下湿插拔连接器、光电复合缆等,还主要依赖进口。在引进吸收国外先进技术的同时,研发高性能的控制器、大功率的转换模块、水下连接器以及光电复电缆将是未来接驳系统一个非常重要的方向。

海洋软管应用技术与展望

摘要:随着海洋油气资源开发水深的加大,环境载荷会显著增加,对海洋管道的运行安全及运维成本造成重大挑战。与传统钢管相比,海洋软管具有耐腐蚀性能强、柔韧性好、安装效率高等优势,是海洋油气输送的重要装备。文章综述了海底软管、海洋柔性立管、液化天然气低温软管3 种海洋软管应用技术的发展现状,梳理了海洋软管研发和应用中面临的难题和挑战,并提出了海洋软管输送技术的发展趋势与建议。

动态电缆对海上浮式风机发电效率的影响

摘要:为解决传统线型电缆不利于漂浮式风电场电缆运行维护的问题,提出动态电缆概念,分析不同结构形式对电缆产生的影响。开展半潜式浮式基础在风浪流联合载荷作用下的全耦合时域仿真模拟。分析悬链线形传统电缆与缓波形动态电缆对浮式风机水动力性能的影响,发现缓波形动态电缆对漂浮式风机水动力性能的影响较小,有利于浮式风机发电。对比采用不同电缆的浮式风机发电效率,结果显示,采用2种线型电缆的风机发电效率降低幅度均随着风浪夹角的增大而降低,且采用缓波形电缆发电效率的降低幅度小于采用悬链线形电缆。

深海探测技术进展及未来发展趋势

摘要:深海探测是开发海洋资源、研究地球演化和保护地球生态系统的关键技术。综述了2019—2025 年深海探测技术的主要进展,包括潜水器、传感器、通信、能源等领域,展望未来5~10 年的发展趋势。介绍了深海探测的重要性和面临的挑战,以及深海潜水器、传感器与观测、采样与分析、通信与导航、能源,以及大数据与人工智能等多方面技术的现状。分析表明,智能化、长续航和原位实验技术将成为核心方向,但高压环境适应性、能源供应和数据传输仍是主要瓶颈。探讨了智能化与自主化、长续航与能源创新、成本革命等未来发展趋势。期望对推动深海探测技术的可持续发展起到一定的指导作用。