海上风电电缆防腐施工方案

海上风电电缆防腐施工方案我作为这个项目的现场施工负责人，牵头做了这套海上风电电缆防腐施工方案，结合我们团队十几年来做近二十个海上风电项目的实操经验，再对照本项目海域的实际腐蚀环境，前前后后调整了三次才最终定稿。我们都知道，海上风电的核心就是电能能够稳定送出，海底电缆就是整个风场的“血管”，而海水高盐、高湿、潮汐冲刷还有微生物侵蚀的特殊环境，对电缆防腐的要求比陆上严格太多。之前我就见过一个同类型项目，因为防腐施工偷工减料，投运不到五年就出现铠装锈蚀击穿绝缘，最后不得不停电返工，不仅损失了上千万的发电收益，还耽误了并网进度。所以这套方案我们从每一个细节抠，就是为了保证电缆的防腐寿命能匹配整个风场20年以上的设计寿命，不给后期运维留隐患。1工程概况及防腐施工必要性1.1项目基本情况我们这次要做防腐的这片近海风电场，总装机容量一百多万千瓦，共敷设海底电缆近三百公里，分为35kV集电电缆和220kV送出主缆两种，按照敷设位置又分成了登陆段、潮差段、水下全浸段三个不同区域，另外还有近一百个海底电缆中间接头，以及风电机组基础到主缆的连接段。和外海项目比，这片海域靠近河口，海水盐度虽然比外海稍低，但是泥沙含量大，微生物多，潮汐差也更大，潮差区电缆每天有一半时间暴露在含盐雾的空气中，一半时间泡在海水里，腐蚀条件比全浸段还要恶劣，再加上这片海域常有小型渔船作业，拖网刮蹭很容易破坏原有防腐层，所以防腐施工的要求比普通海域更高。1.2防腐施工的必要性说句实在话，很多人觉得电缆出厂已经带了防腐层，不需要再额外做施工，其实根本不是这么回事。首先，电缆在敷设过程中，拖拽、抛锚、就位的时候，不可避免会刮蹭破坏出厂自带的防腐层，这些破损点就是腐蚀的突破口；其次，登陆段和潮差段的环境特殊，出厂的通用防腐层根本满足不了交替干湿的腐蚀要求，不出三五年就会开裂脱落；再者，海底电缆的铠装都是碳钢材质，海水里的氯离子渗透性极强，还会持续产生电化学腐蚀，要是没有额外的防腐保护，铠装慢慢锈断，电缆的机械强度就会丧失，很容易被潮汐冲断或者被船锚拉断。我们做这个防腐，就是给电缆穿一层加厚的防护衣，再加上额外的保护措施，把腐蚀风险降到最低，保证电缆长期稳定运行。讲完项目的基本情况和防腐的必要性，接下来我们再从整体上梳理施工的部署安排，把人员、材料、工期都落实到位，避免现场窝工出问题。2防腐施工总体部署2.1施工总体目标我们的核心目标很明确，就是所有防腐部位的施工质量全部符合国家现行的《海上风电场工程施工规范》《海底电缆管道保护规范》的要求，防腐层的有效使用寿命不低于25年，比风场的设计寿命还多留5年的余量，施工全过程不发生安全事故，不发生海域污染事件，保证一次验收通过。2.2人员组织安排我作为现场总负责人，整体协调所有资源，把控质量和安全，下面分成四个作业组：第一个是预处理组，一共12个人，都是有五年以上海上防腐预处理经验的老工人，负责表面除锈、清理作业；第二个是涂装作业组，一共10个人，全部持有防腐施工操作证，熟悉不同涂料的施工要求，负责分层涂装和特殊部位处理；第三个是检测管控组，一共4个人，带着专业的测厚仪、电火花检测仪，负责每道工序的质量检测，整理记录数据；第四个是后勤安全组，一共3个人，负责材料调度、安全值守、应急保障，每天盯潮汐表和天气预报，提前给我们预警。我们定了规矩，每天开工前开10分钟的班前交底，把当天的作业内容、风险点说清楚，收工后开5分钟小结，把当天发现的问题捋一遍，绝对不把问题留到第二天。2.3施工材料准备我们针对不同区域的腐蚀环境，选了不同的防腐材料，所有材料都是正规大厂生产，进场的时候全部要查合格证和第三方检测报告，我都会亲自抽验，避免拿到不合格产品。具体来说，表面预处理用的是无尘铜矿渣磨料，硬度够，除锈效果好，还不容易产生粉尘污染海域；底漆用的是环保型环氧富锌底漆，附着力强，能直接粘在金属铠装表面，防锈效果远好于普通底漆；中间漆用的是环氧玻璃鳞片漆，玻璃鳞片能层层阻挡氯离子渗透，抗腐蚀能力比普通环氧漆高好几倍；面漆用的是改性耐污聚氨酯面漆，既能耐盐雾老化，还能防止海洋生物附着，减少生物腐蚀带来的损害。对于电缆接头这种不规则的特殊部位，我们额外准备了热缩防腐套、无碱玻璃纤维布和环氧树脂，用来做玻璃钢包覆增强；对于水下破损部位，我们专门备了水下固化环氧涂料，能在水下直接固化，不用打捞电缆上来，省了很多成本和时间。另外我们还准备了铝锌铟合金牺牲阳极，用来做额外的电化学保护，进一步提升防腐效果。所有材料都是提前半个月运到现场的临时堆场，分类存放，涂料都放在阴凉通风的地方，避免暴晒变质。2.4施工工期安排我们结合潮汐表错峰安排作业，登陆段和潮差段只有低潮位的时候才能露出作业面，所以我们把这部分作业安排在每天的低潮时段，提前一天把材料运到作业点，不浪费一分一秒的可作业时间；水下全浸段的排查和补防腐安排在涨潮的时候，和潮差段作业错峰，不交叉干扰，整体工期我们排了45天，还预留了10天的天气缓冲时间，遇到大风大雾不能作业的时候，我们就在岸上做材料整理和人员培训，不会耽误整体进度。总体部署安排到位之后，核心就是不同区域的施工工艺，我们针对每个区域的不同情况，制定了对应的操作要求，每一步都有明确的标准。3分区域防腐施工工艺3.1登陆段及潮差段电缆防腐施工这部分是整个防腐施工的重点，因为腐蚀环境最恶劣，所以要求也最严。3.1.1表面预处理首先我们要把电缆表面的油污、海洋生物附着、旧防腐层和锈迹全部清理干净，原有锈层我们用干法喷砂除锈，要求达到Sa2.5级的除锈标准，也就是所有可见的锈、氧化皮都清理干净，只露出均匀的金属原色，没有残留的锈点和旧漆层。清理完之后，我们用高压淡水把表面的粉尘和碎屑冲干净，自然晾干，我要求预处理完之后，4小时之内必须涂上底漆，不然空气中的盐雾会让金属表面重新返锈，之前我们吃过这个亏，所以现在卡得特别严，只要超过4小时没涂漆，就要重新清理表面，绝对不将就。预处理完我都会亲自过去检查，用手摸一遍，再用放大镜看看有没有死角，只要不合格直接返工，别等涂完漆再整改，那费的功夫更大。3.1.2分层涂装施工预处理合格之后就开始分层涂，第一道是环氧富锌底漆，一共涂两道，每道的干膜厚度控制在70到90微米，两道之间间隔至少24小时，等第一道完全干透了再涂第二道。底漆干了之后涂中间漆，也就是环氧玻璃鳞片漆，也是涂两道，每道干膜厚度110到130微米，我反复跟工人强调，刷玻璃鳞片一定要顺着电缆的轴向刷，不要横着刷，这样鳞片排列整齐，抗渗透效果才好，要是横刷很容易留下缝隙，氯离子很容易就钻进去了。中间漆干了之后涂面漆，改性聚氨酯面漆涂两道，每道干膜厚度50到70微米，整个防腐层的总干膜厚度要求不低于500微米，每涂完一道，检测组都会用测厚仪每隔一米测一个点，有不合格的地方马上补涂，直到厚度达标。3.1.3接头部位特殊处理电缆接头部位因为比普通电缆粗，表面不平整，还有很多连接的金属部位，所以我们做了额外加强，涂完三层漆之后，我们先缠一层丁基橡胶防腐胶带，把所有缝隙都填实，然后再糊上无碱玻璃纤维布浸环氧树脂，做玻璃钢包覆，固化之后把突出的地方打磨平整，再补涂一道面漆，保证整个接头部位的防腐层连续平整，没有任何缝隙。3.2水下全浸段电缆防腐施工水下全浸段大部分的出厂防腐层是完好的，我们只需要补涂敷设过程中刮蹭破损的部位，所以主要依靠潜水作业完成。3.2.1水下预处理我们先安排潜水员沿着电缆全程排查，把所有破损的部位标记出来，用浮漂拉在水面上，方便我们定位，然后对每个破损部位进行清理，用钢丝刷把松动的旧防腐层和锈迹刷干净，再用高压水下冲水枪把表面冲干净，我在水面通过潜水员带的水下摄像头看着，清理不干净的就让潜水员重新刷，绝对不糊弄，毕竟水下看不见，要是清理不到位，补了防腐也白搭。3.2.2水下补涂施工清理合格之后，潜水员把提前配好的水下固化环氧涂料带到水下，均匀刷在清理好的部位，一共刷三道，总厚度不低于400微米，刷完之后静置固化24小时，我们再安排潜水员下去复查，看看有没有漏涂、流挂，有没有固化不好的地方，要是破损面积超过0.5平方米，我们刷完涂料之后，外面再包一块定制的氯丁橡胶防腐垫，用不锈钢绑带固定好，增强抗刮蹭能力，防止之后再被拖网刮破。3.3附加电化学防腐保护除了涂层防腐，我们还给整个电缆铠装加了一道电化学保护，就是每隔一公里在电缆铠装上固定一块铝锌铟合金牺牲阳极，这种阳极的电位比碳钢低，海水里发生电化学腐蚀的时候，会优先腐蚀阳极，从而保护铠装不被腐蚀，我们提前根据海域腐蚀速率算过，阳极的重量和数量完全能满足25年的保护需求，安装的时候要求工人把阳极和铠装接触的部位打磨干净，保证导电良好，不然阳极起不到作用，等于白装，我每个阳极安装完都要检查接触情况，确保没问题。工艺要求明确之后，最重要的就是质量和安全管控，没有管控再好的工艺也出不来好质量，所以我们制定了严格的管控流程。4施工质量管控与安全环保保障4.1质量管控流程我们严格执行三检制，每一道工序先由作业工人自检，合格之后交给班组互检，班组合格之后再交给项目部的专检，专检合格签字之后才能进入下一道工序，任何一道不合格都必须返工。每一道涂层的厚度都要记录，所有牺牲阳极的安装位置都要做好标记，存档，我每天都会抽时间翻一遍检测记录，发现哪个区段厚度不够，马上安排人补涂。全部涂装完成之后，我们还要做全范围的电火花检测，电压调到符合标准的要求，沿着电缆走一遍，只要有针孔或者漏点，仪器会报警，我们马上标记出来补涂，直到整个检测没有一个漏点，这个步骤绝对不能省，我见过太多因为漏了针孔，几年后从针孔开始烂透整个铠装的例子，所以这个环节我亲自盯。4.2施工安全保障海上作业风险高，我们的安全要求卡得特别死，所有作业人员上船作业必须穿合格的救生衣，作业平台周边都焊了牢固的护栏，每天开工前后勤组都会查天气预报和海浪预报，只要风力超过6级，浪高超过1.5米，我们马上停止作业，所有人员撤到岸上过夜，绝对不冒险作业。潜水作业的时候，水面必须有备用潜水员和应急救援人员，作业点上方禁止任何高空作业，防止落物伤到潜水员，每天开工我都会把安全注意事项再强调一遍，毕竟干我们这行，安全永远是第一位的，之前见过同行出事故，所以我对安全从来都是零容忍，只要发现违章作业，当场停工整改，绝不留情。4.3环境保护管控我们这片海域靠近近海养殖区，所以环保要求特别严，所有的施工废料，比如废磨料、废涂料桶、废砂纸、废包装，全部都收集装袋，每天收工之后运回岸上的垃圾处理站，绝对不允许扔到海里，喷砂作业的时候我们都装了磨料回收装置，大部分磨料都回收回来，不会飘到海里，涂料我们选的都是低VOC的环保型产品，不会污染海水，也不会影响海洋生物，我们进场之前就和业主签了环保责任书，绝对不碰环保红线。全部施工完成之后，我们还要做好验收，并且给业主提一些后期运维的建议，方便业主长期管理。5竣工验收及后期运维建议5.1竣工验收全部施工完成之后，我们先内部自检，把所有的检测资料、施工记录整理齐全，然后向业主和监理申请竣工验收，验收按照国家现行的相关标准进行，检查外观有没有开裂、鼓泡、脱落，检查厚度是不是全部达标，检查电火花检测有没有漏点，检查牺牲阳极安装是不是牢固，所有项目合格之后才会交付。5.2后期运维建议我干海上防腐快十五年了，给业主提两个实打实的建议，第一个是每年枯水期低潮的时候，安排人检查一次潮差段和登陆段的防腐层，看看有没有开裂脱落，要是有小的破损，马上补涂，不要等小破损变成大腐蚀，