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摘　要：不断发展的海上風電使得海上盐雾問(wen)題受到普遍(bian)重視，本文从润滑的角度介紹了風(feng)力发電機組润滑油的防(fang)腐防锈機理，並通過EMCOR實(shi)驗評价了(le)四種風電機組主齒箱润滑油。
　　關键詞：海上風電；盐(yan)雾；EMCOR實驗
　　一、海上風(feng)電的发展(zhan)及其盐雾問題
　　海上(shang)風電裝機量在近10年内將不断地攀升。数據顯示(shi)，2018年全球海上(shang)風電裝機容量達4，988MW，创造了海上風能市場風機新增裝機容(rong)量的(de)紀錄。截至2018年底，海上風電累計裝機(ji)容(rong)量增至22，045MW。虽與陆上裝(zhuang)機容量(liang)仍有很大差距，但海上風電是可再(zai)生能源发(fa)展的重要领域，海上(shang)風電相比陆上風電，具有几點優勢：海上風速高；海上風能资源(yuan)豐(feng)富；海上風主导風向(xiang)一般(ban)稳定；海上風(feng)電(dian)單機容量较大；不占用陆地寶貴的土地资源(yuan)等(deng)。海上風電是推動風電技術進步(bu)和產業升級的重(zhong)要力量，是(shi)促進(jin)能源結構調整的重要措施。我國海上(shang)風能资源十分豐富，加快海上風能市(shi)場的開(kai)发與風電項目建設，對(dui)於促進(jin)沿海地區能源清洁化、空氣清洁(jie)化、能源結(jie)構化和轉變經濟发(fa)展方式都具有重要意義^[1]。到2020年，全國海上風電開工建設規模達到1，000萬千瓦(wa)，力(li)争累計並(bing)網容量達到500萬千瓦以上^[2]。
　　但(dan)海上(shang)風電面臨的挑战也是顯而易见的，除(chu)了海上風(feng)機不易安裝等缺點外，从風機润(run)滑角度來講：海上潮(chao)湿與盐雾腐蚀對風力发電機組的齒轮箱造成影響。據监測，我國南海、东海和北(bei)海海(hai)面上空盐雾根據海上風速，波浪高低不同含量約為0.33-23.6mg/m³，而向内(nei)陆大約在80km-1600km内，盐雾含量随离海(hai)岸距离的增大而减小^[3]。盐雾對風機齒轮箱等零部(bu)件中的(de)金屬材料的腐蚀，主要是由於导電的盐溶液渗入，金(jin)屬内部會发生電化學反應(ying)，从而(er)形(xing)成“低電位金(jin)屬(shu)-電解質溶(rong)液-高(gao)電位(wei)雜質”電(dian)池系統。氯离子在盐雾腐蚀破(po)坏過程中起主要原因，氯离子容易被(bei)吸附在金屬表面(mian)，取代保護金屬的氧化層中的氧，使金屬(shu)受到破坏^[4]。除氯离子外，盐雾腐蚀機理還受(shou)溶解於盐溶液里(li)氧的影響。而腐蚀產物的形成，使渗入金屬缺陷里的盐溶(rong)液的體(ti)积膨胀，因此增加了金屬的(de)内(nei)部應力，引起了(le)應力(li)腐蚀^[5]。高浓度的盐雾極有可(ke)能(neng)渗入齒轮箱内部，而齒轮增速箱是風力发電(dian)機組關键組(zu)件，齒轮(lun)箱平稳、长寿命的運行(xing)是保證機組平(ping)稳发電的要素之一，齒(chi)箱内部(bu)的腐蚀破坏影響齒轮傳動的平稳性與可靠性。
　　二、润滑油防(fang)腐(fu)防锈機理
　　从設(she)備润(run)滑的角度來講，在满足陆上風電機組(zu)润滑需求外，润滑油品的盐雾通過性(xing)能在海上風機(ji)的盐雾問題中顯得尤為重要^[6]。風機主齒轮箱润(run)滑油(you)是由基礎油和复合添加剂按一定比例調和而成，其中，基礎油和添加剂都會對風機齒箱中的金屬起(qi)到保護作用。
　　1.基礎油防腐性機理
　　基礎油(you)的防腐（包(bao)括防锈性）在於用油膜覆盖或浸泡使金屬隔(ge)絕周(zhou)围環境，以防止(zhi)化學污染和大(da)氣、水的電化學作用(yong)產生的(de)破坏。基礎油的防(fang)腐作用另外還體現在基礎油的自身良好氧化安定性，即在(zai)油(you)品使用中，能(neng)抑製(zhi)氧化生成的腐蚀物質倾向，从而(er)起到防腐作用。盡管(guan)一些油品中均另(ling)有防腐或防锈剂，可以(yi)增強油品的防腐(fu)效果，但即使在(zai)加有这些添加剂的油中，基礎油从機理(li)上(shang)對防腐（防锈(xiu)）效果不(bu)可(ke)或缺^[7]。
　　2.添加剂防锈機理
　　防锈剂多是(shi)一些極性(xing)物質，其分(fen)子結(jie)構特點是：一端是極(ji)性很強的基團，其具有親(qin)水作用；另一端是非極性的烷基(ji)，具(ju)有疏水作(zuo)用。当(dang)含有防锈剂的油品與金屬接触時，防锈剂分子(zi)中的極性基團對金屬表面有很強(qiang)的吸附力，在金屬表面形成紧密(mi)的單分子或多分子保護層，阻止腐蚀介(jie)質與金屬接触，故起到(dao)防锈作(zuo)用，如圖1所示。防锈(xiu)剂還對水及一些腐蚀性物質有增溶(rong)作用，將其增溶於胶束中，起到(dao)分散或金屬减活的作用，从(cong)而消除腐蚀性物質對金(jin)屬的腐蚀^[8]。 　　三、動態防锈實驗EMCOR試驗法的介紹(shao)
　　1.風電油(you)品的常(chang)用防锈防腐標準
　　面對海上复(fu)雜多變的(de)潮湿環境以及盐雾影響，為了最大化的(de)延长齒轮箱運(yun)行時間，防止齒箱内部金屬零(ling)件生锈是十分必(bi)要的，性能優异的润滑油脂可以保障轴承(cheng)在極(ji)端条件下不易生锈。目前國内對(dui)於風電齒轮油润滑油品(pin)測試標準GB/T33540.3-2017《風力发電(dian)機(ji)組專用润滑剂第3部分：變速箱(xiang)齒轮油》，其(qi)中對於腐蚀的測試有液相锈(xiu)蚀（24h），采用的方法是GB/T11143（B法）；以及銅片腐蚀（100℃，3h），采用的方法是GB/T5096。目前市售的風電齒(chi)轮油(you)品也都提供液相锈蚀及銅片腐蚀的參数。為了驗(yan)證不同風(feng)機主齒箱齒轮油的抗盐雾性能，選取(qu)市面上4種風(feng)力发電齒轮箱(xiang)润滑油產品A、B、C、D進行分析測試： 　　从以上表格可以看出，目前標準的測(ce)試方法並(bing)不能有效针對海上盐雾問題有效區分油品的防腐防锈品質，需要尋找一種新的測試方法(fa)來進行區(qu)分。
　　2.EMCOR試驗簡介
　　针對润滑脂的防锈性檢測，一般采用(yong)SHT0700-2000《润(run)滑脂防锈性測定法》即等效采用國际標準ISO11007:1997《石油(you)產品和润滑剂-润(run)滑脂防锈性測定法》進行EMCOR實驗，有效地區分润滑脂的(de)防锈性(xing)能。對於润滑油(you)來(lai)講，國际和國内没有(you)相應的標準，一般參考SKF公司(si)對於润滑(hua)油的EMCOR試驗測試。整個EMCOR實驗是(shi)以動態的方式完成的，可以比较真實的模擬現場實(shi)际工况(kuang)。下面介紹一下针對润滑油(you)的(de)EMCOR測試方法(fa)，如圖2示為EMCOR實驗臺架： 　　在特製的工(gong)作臺上，按規定条(tiao)件，以8h周期將安裝了注有待測混(hun)有蒸馏水(shui)或去矿物質水，盐水(shui)或合成海水(shui)的润滑油的轴承運行3次，結束后，檢查轴臺中轴承外滚道，觀測锈蚀度。锈蚀度判級如表2及圖3所示： 　　3.EMCOR實驗對比
　　將A、B、C、D四款產品(pin)進行EMCOR實驗對比。如(ru)表3所示為轴承外環滚道内部锈蚀状(zhuang)况(kuang)照片，根據實驗(yan)結(jie)果進行判級： 　　在四種油品對比中我們(men)发現，A、B判定等級(ji)為1級，說(shuo)明抗盐雾腐蚀能力较強，C判定2級，抗盐(yan)雾腐蚀能力一(yi)般；D判定3級，抗盐雾腐蚀能力较差。从(cong)實驗對(dui)比中我們可以发現，EMCOR實驗可以有效判別润滑油的防(fang)腐防锈能(neng)力。
　　四、总結
　　海上風電是風電行業发展的趨勢。润滑油作為風機齒箱润滑上必不可少的“零件”，其適應(ying)海上盐雾環境(jing)的能力十分重要。目(mu)前風電润滑標準不能很全(quan)面的評价油品盐雾通過性，本文通(tong)過對比市面常见的(de)風機润滑產品，发現在銅腐及液相锈蚀指標均满足國家標準的前提下，EMCOR試驗在一定(ding)程度上可以有效對油品的抗盐雾能(neng)力進行測試及評价，从而能更好的區分風機润滑產品品質，保證風機在海上平稳可靠(kao)的運轉，这對於布局海上風電市(shi)場的廠商是(shi)一個重要的判定依據。
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