離岸風機塗層特性變化之監測技術開發

Abstract

台灣位於亞熱帶區域，再加上四面環海，高溫高濕所引起的腐蝕破壞將是台灣海上的離岸風機長時間正常運作所需克服的挑戰。因此需要透過腐蝕檢測及監測的方式掌握其腐蝕狀態，以此對設施進行提前預警和壽命評估，並確保這些工程可以持續運作及檢修人員的安全。 本論文於前半部份將針對離岸風機建設於台灣如此嚴苛的腐蝕環境下面臨的困境以及常應用於工業上檢測腐蝕情況的技術進行介紹，並且回顧了本團隊先前對於防腐蝕塗層是否還具有保護力所開發之塗層監測系統，包含了CID、CID 2.0及CID 3.0，CID驗證了運用分壓公式得以計算塗層阻抗值的初步概念，CID 2.0透過FPGA等硬體整合將前述之概念進行微型化，CID 3.0則在CID 2.0的基礎上對電路及訊號處裡作改良，提升塗層阻抗量測之準確性。有鑑於過往做單點頻率阻抗量測時會有誤判的情形發生，本論文的主要目的為藉由擷取一段頻率範圍獲得更多塗層性質相關資訊，以此來提升判斷塗層保護性是否完好之準確性。 實驗結果顯示，透過CCD 1.0量測不同頻率電壓訊號反饋電流之比值，不僅能降低因外在因素干擾(塗層在施工時的厚薄度差異、塗層狀態處於腐蝕初期等)造成誤判塗層對於底材之保護力，還能判斷出良好塗層及受破壞塗層之優劣，呈現出當具良好保護能力之塗層(特性相似於電容)在腐蝕環境中持續劣化以致於保護能力下降(即塗層之電化學阻抗特性逐漸趨向電阻)之特性。

In this study, we propose the coating characteristic detector 1.0 (CCD1.0), which is an improved version of our previously developed CID. By acquiring information in a range of frequency to realize more information about the coating properties and improving the accuracy of the durability of protective organic coatings. Among many methods of measuring frequency interval, we replaced the sinusoidal-wave with square-wave signal injection and used the current responses at several different frequencies to measure the current ratio. Compared with the previous CID which the impedance modulus was evaluated at a single frequency, CCD1.0 successfully reduced the misjudgment of the protective coating health and indicated the coating characteristics which tend to be capacitance or resistance with an appropriate frequency interval.