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離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治之研究

離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治之研究

書籍介紹

本計畫主要針對離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治進行研究,計畫期程為期四年,內容針對國內外離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治技術進行探討,藉以建立本土化基樁及金屬構件之可行性防蝕決策評估,並瞭解各離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治技術於國內環境之
適用性。
本年度延續「106 年度離岸風電水下技術研發」之計畫現地調查方式,於臺中港及彰化離岸風電第二期海域增設金屬試片水下暴露試驗站點,並同步採集106 年度拋放之水下金屬試片、海水水樣與底泥。並進行金屬腐蝕試驗及水域環境檢測分析,瞭解金屬試片海洋附
著生物、水下腐蝕速率等情況。
依據本年度調查分析結果顯示,臺中港區海域於冬、夏兩季之鹽度與pH 變化並無顯著差異,水溫受季節影響呈現夏高冬低之趨勢,夏季浮游植物生長繁盛,但其溶氧並無同步提升。彰化離岸風電預定海域,近岸測站(彰化#1)於夏季則調查出pH 值明顯低於一般海水
之pH 值。整體而言,彰化海域於春、夏兩季浮游植物生長最為繁盛,春季葉綠素a 濃度可達8.29μg/L。兩海域上部60 cm 之底泥經次世代定序, 約70%之微生物可辨別至屬(Genus),均比對出與腐蝕金屬材料之硫酸還原菌同屬之微生物。
在水下金屬暴露試驗方面,本計畫於107 年4 月14 日至107 年6 月30 日間,在彰化海域採集水下金屬暴露試片,並分析金屬受海水及生物等因子作用下之腐蝕速率。依據分析所得之腐蝕速率結果顯示,A36 碳鋼平均腐蝕速率(187.3μm/yr)小於A572 低合金鋼(205.1μm/yr)。在生物附著度方面,兩金屬所觀察到的附著生物種類相似,附著生物以群體出現的苔蘚蟲為主,其次有藤壺、纓鰓蟲類及少數的二枚貝附著。金屬試片正面生物量較反面多,但附著生物種類數相近,正面生物分布均勻則高於反面。
研究成果效益及應用單位:本計畫針對離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治進行現地調查及實驗分析,所得之結果可建立本土化之資料及金屬腐蝕之速率,可提供相關單位作為未來離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治研究之參考。如:台灣電力、中國鋼鐵、經濟部工業局等。

目次

中文摘要 ........................................................................................................ I
英文摘要 ..................................................................................................... III
目 錄 ....................................................................................................... IV
圖 目 錄 ............................................................................................... VII
表 目 錄 ............................................................................................... XII
第一章 前 言 ........................................................................................ 1-1
1.1 計畫目標 .................................................................................... 1-1
1.2 研究內容及工作項目 ................................................................ 1-4
1.3 預期效益 .................................................................................... 1-5
第二章 文獻回顧 ...................................................................................... 2-1
2.1 離岸風機結構型式 .................................................................... 2-3
2.2 金屬腐蝕成因 ............................................................................ 2-6
2.2.1 電化學腐蝕機制 ............................................................... 2-6
2.2.2 物理性腐蝕機制 ............................................................. 2-14
2.2.3 生化腐蝕機制 ................................................................. 2-16
2.3 厭氧微生物腐蝕 ...................................................................... 2-19
2.4 海洋結構物暴露區域 .............................................................. 2-29
2.4.1 大氣區 (Atmospheric Zone) .......................................... 2-31
2.4.2 飛沫區 (Splash Zone) .................................................... 2-33
2.4.3 潮差區/感潮區 (Tidal Zone) ......................................... 2-33
2.4.4 浸沒區 (Submerged zone) ............................................. 2-35
2.5 離岸風機金屬腐蝕及防治...................................................... 2-38
2.6 離岸風機經驗參考與借鏡...................................................... 2-47
2.6.1 中國離岸風電發展近況 ................................................ 2-47
第三章 研究內容與規劃 .......................................................................... 3-1
3.1 研究區域 .................................................................................... 3-3
3.2 環境採樣與分析 ........................................................................ 3-5
3.2.1 採樣方法 ........................................................................... 3-5
3.2.2 海域環境測定項目 ........................................................... 3-6
3.2.3 底泥微生物分析 ............................................................... 3-8
3.2.4 海洋環境品質標準 ........................................................... 3-9
3.3 金屬水下暴露試驗採樣與分析 ............................................. 3-11
3.3.1 金屬水下暴露試驗規劃 ................................................ 3-11
3.3.2 金屬試片採集 ................................................................. 3-13
3.3.3 金屬試片海洋附著生物觀察分析 ................................ 3-14
3.3.4 金屬試片腐蝕速率分析 ................................................ 3-15
第四章 海域特性調查 .............................................................................. 4-1
4.1 臺中港區海域特性調查 ............................................................ 4-2
4.1.1 臺中港區水質分析(臺中#1) ............................................ 4-2
4.1.2 臺中港區海域底泥分析(臺中#1) .................................... 4-4
4.1.3 臺中港區海域底泥微生物分析(臺中#1) ...................... 4-12
4.2 彰化離岸風電第二期海域特性調查 ..................................... 4-16
4.2.1 彰化海域水質分析 ......................................................... 4-16
4.2.2 彰化海域底泥分析 ......................................................... 4-19
4.2.3 彰化海域底泥微生物分析(彰化#2) .............................. 4-35
4.3 金屬試片調查分析 .................................................................. 4-41
4.3.1 附著生物調查 ................................................................. 4-45
4.4 彰化海域金屬試片腐蝕速率分析 ......................................... 4-64
第五章 臺中港區基樁腐蝕監測系統規劃 .............................................. 5-1
5.1 基樁防蝕系統規劃 .................................................................... 5-2
5.1.1 腐蝕監測系統配置 ........................................................... 5-5
5.1.2 腐蝕監測系統簡介 ........................................................... 5-8
第六章 結論與建議 .................................................................................. 6-1
6.1 結論 ............................................................................................ 6-1
6.2 建議 ............................................................................................ 6-3
6.3 預期效益與應用情形 ................................................................ 6-3

編/著/譯者簡介

本所主辦單位:港研中心
主管:朱金元主任
計畫主持人:朱金元主任
研究人員:柯正龍、羅建明
合作研究單位:弘光科技大學
計畫主持人:溫志中
研究人員:林鳳嬌、王俊欽、周偉龍、葉秀貞

序言/導讀

本計畫主要針對離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治進行研究,計畫期程為期四年,內容針對國內外離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治技術進行探討,藉以建立本土化基樁及金屬構件之可行性防蝕決策評估,並瞭解各離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治技術於國內環境之 適用性。 本年度延續「106 年度離岸風電水下技術研發」之計畫現地調查方式,於臺中港及彰化離岸風電第二期海域增設金屬試片水下暴露試驗站點,並同步採集106 年度拋放之水下金屬試片、海水水樣與底泥。並進行金屬腐蝕試驗及水域環境檢測分析,瞭解金屬試片海洋附 著生物、水下腐蝕速率等情況。 依據本年度調查分析結果顯示,臺中港區海域於冬、夏兩季之鹽度與pH 變化並無顯著差異,水溫受季節影響呈現夏高冬低之趨勢,夏季浮游植物生長繁盛,但其溶氧並無同步提升。彰化離岸風電預定海域,近岸測站(彰化#1)於夏季則調查出pH 值明顯低於一般海水 之pH 值。整體而言,彰化海域於春、夏兩季浮游植物生長最為繁盛,春季葉綠素a 濃度可達8.29μg/L。兩海域上部60 cm 之底泥經次世代定序, 約70%之微生物可辨別至屬(Genus),均比對出與腐蝕金屬材料之硫酸還原菌同屬之微生物。 在水下金屬暴露試驗方面,本計畫於107 年4 月14 日至107 年6 月30 日間,在彰化海域採集水下金屬暴露試片,並分析金屬受海水及生物等因子作用下之腐蝕速率。依據分析所得之腐蝕速率結果顯示,A36 碳鋼平均腐蝕速率(187.3μm/yr)小於A572 低合金鋼(205.1μm/yr)。在生物附著度方面,兩金屬所觀察到的附著生物種類相似,附著生物以群體出現的苔蘚蟲為主,其次有藤壺、纓鰓蟲類及少數的二枚貝附著。金屬試片正面生物量較反面多,但附著生物種類數相近,正面生物分布均勻則高於反面。 研究成果效益及應用單位:本計畫針對離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治進行現地調查及實驗分析,所得之結果可建立本土化之資料及金屬腐蝕之速率,可提供相關單位作為未來離岸風機基樁與金屬構件腐蝕防治研究之參考。如:台灣電力、中國鋼鐵、經濟部工業局等。

分類 其他詳細資訊
  • 出版品網址(線上版或試閱版):連結
  • 適用對象:成人(學術性)
  • 關鍵詞:離岸、風力發電、腐蝕速率、水下腐蝕、微生物腐蝕
  • 附件:無附件
  • 頁/張/片數:252
授權資訊
  • 著作財產權管理機關或擁有者:交通部運輸研究所
  • 取得授權資訊:聯絡處室:交通部運輸研究所港灣技術研究中心 姓名:周于楨 電話:04-26587150 地址:台中市梧棲區中橫十路2號