Giải pháp chống ăn mòn trụ điện gió trên biển

Cách nào bảo đảm tuổi thọ công trình?

TS Nguyễn Việt Hưng-Giám đốc Công ty CTV WIND Việt Nam cho biết, với các dự án điện gió thì tuổi thọ của công trình phụ thuộc vào tuổi thọ của dự án và tuổi thọ của turbin. Để đảm bảo tuổi thọ của công trình và hiệu quả kinh tế, thì tất cả các thành tố cấu thành lên dự án có cùng một tuổi thọ như nhau. Ví dụ khi thiết kế tuổi thọ là 25 năm cho dự án điện gió trên biển thì tất cả các thành phần khác trong dự án cũng phải có tuổi thọ là 25 năm như: turbin gió, móng, cọc. Việc thiết kế cho điều kiện ăn mòn cũng phải bảo đảm điều kiện ăn mòn 25 năm, phần của bê tông phải bảo đảm sử dụng vật liệu chịu được ăn mòn trong môi trường xâm thực trong 25 năm.

Về quan trắc bệnh học của công trình, sau khi thiết kế, có quy trình bảo trì để kiểm tra các cấu kiện chính, có quy trình kiểm tra chất lượng hay kiểm soát quá trình bảo vệ ăn mòn đối với móng. Sử dụng các biện pháp quan sát được, đo tất cả các vị trí trọng yếu… Tất cả các nội dung này đều có lộ trình cụ thể để kiểm tra trong quá trình vận hành dự án.

Đặc biệt là đối với móng điện gió ngoài khơi có sử dụng dạng kết cấu thép, quá trình kiểm tra ngặt nghèo hơn so với vật liệu bê tông. Với kết cấu thép, phải sử dụng các biện pháp sơn phủ hoặc bảo vệ ăn mòn bằng phương pháp bảo vệ ca-tốt và có một quy trình quản lý ăn mòn để đo và đánh giá lại hiện trạng của công trình trong cả vòng đời dự án.

Bảo đảm độ dày và độ đặc chắc của lớp bê tông bảo vệ

Liên quan đến nội dung này, TS Phan Hữu Duy Quốc khuyến nghị các nhà thầu trong quá trình thi công và các đơn vị giám sát đặc biệt lưu ý, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cũng như cách thức dưỡng hộ làm sao phải đạt độ đặc chắc tối đa.

Trong tính toán thiết kế kết cấu bê tông cần lưu ý những vấn đề liên quan đến độ đặc chắc của bê tông như: cấp phối chống thấm, loại xi măng bền sunfat, xi măng dành cho cấp phối có độ xâm thực clo thấp.

Và, một điểm quan trọng nhất mà các nhà thầu Việt Nam hay quên là chiều dày lớp bê tông bảo vệ, nếu yêu cầu lớp bê tông này dày 6-7cm thì nhà thầu thi công phải bảo đảm đúng 6-7cm. Bởi, nếu lắp đặt cốt thép và đổ bê tông mà không bảo đảm độ dày của lớp bê tông bảo vệ thì dù bê tông có tốt đến mấy thì tuổi thọ cũng giảm. Bên cạnh đó, nếu dưỡng hộ bê tông không tốt thì mặc dù bê tông bên trong đặc nhưng chất lượng trên bề mặt bê tông bị khô và rỗng, cũng dễ xảy ra gỉ sét nhanh hơn.

Về yêu cầu vật liệu vữa cường độ cao khi thi công để liên kết phần trụ móng với cột tháp turbin, TS Nguyễn Việt Hưng chia sẻ, phải sử dụng vữa cường độ cao cho móng turbin để liên kết giao diện giữa phần cột tháp và phần móng, sử dụng cho cả móng điện gió gần bờ là móng bê tông cốt thép cũng như các móng turbin trên biển khác như monopile, jacket hay tripot. Vữa này thường xuyên phải được sử dụng với mục đích truyền tải trọng tập trung và phân phối nội lực cũng như để cân chỉnh độ chính xác khi lắp dựng, phải bảo đảm về mặt cường độ chịu lực, cường độ chịu bền, chịu mỏi, chịu được ăn mòn trong môi trường biển. Ở Việt Nam chưa có các loại vữa dạng này mặc dù có một số nhà máy có các loại vữa cường độ cao.

Chống ăn mòn cọc thép/bê tông cốt thép

TS Nguyễn Duy Quang-Trưởng phòng Thiết kế, Công ty cổ phần đầu tư và xây dựng Khang Đức chia sẻ, hệ thống chống ăn mòn cho cọc thép tính từ phần bệ móng trở xuống, chia làm 4 phần: phần cọc thép nằm trong vùng khí quyển, phần cọc thép nằm trong vùng dao động mực nước lên xuống theo thủy triều (mực nước thấp, mực nước cao), phần cọc thép nằm trong vùng ngập trong nước và phần cọc thép nằm trong đất (cọc móng thép).

Trong đó, đối với vùng dao động của mực nước và vùng khí quyển thì dùng biện pháp sơn lớp phủ thông thường dày từ 800-1.000 micromet và chống ăn mòn theo tiêu chuẩn ISO12944-6:2018có quy định theo cấp loại ăn mòn Im2. Riêng phần cọc thép ngập trong nước cũng như phần chôn trong đất sử dụng biện pháp chống ăn mòn bằng anốt, ca tốt hy sinh cũng tương tự như cách làm đối với các dự án cảng đường thủy và giàn khoan dầu khí.

Ngoài ra, đối với phần ăn mòn của cọc bê tông cốt thép, TS Nguyễn Việt Hưng cũng cho biết, với công trình trên biển, các tiêu chuẩn phân chia thành 5 vùng xâm thực: vùng trong không khí, vùng nước bắn (splash zone), vùng triều lên xuống (tidal zone), vùng ngập trong nước thường xuyên và vùng nằm trong đất dưới đáy biển. Khả năng chống ăn mòn của cọc bê tông cốt thép phụ thuộc chính vào chất lượng bê tông, độ chặt của bê tông, lớp bảo vệ cốt thép, đặc biệt phải là bê tông cho môi trường biển, bê tông bền, giảm độ thẩm thấu của clo để bảo đảm chống ăn mòn. Đối vùng xâm thực mạnh sẽ cần các biện pháp bổ sung bằng cách sử dụng các vật liệu bọc phủ gốc Epoxy, Polyurethane, Polyura… theo các sản phẩm của các công ty chuyên về sản xuất các sản phẩm phụ cho các giải pháp về ăn mòn như sản phẩm Sika, Basf… trong việc chống ăn mòn.

Đặc biệt lưu ý các mối nối của cọc bê tông là phần bảo vệ các phần ăn mòn của thép trong mối nối giữa 2 cọc bê tông với nhau, mối nối này sẽ được bọc bằng các sản phẩm hóa học của các công ty cung cấp các sản phẩn chuyên dụng trong chống ăn mòn như sản phẩm Sika, Basf… Và, với mỗi sản phẩm có một yêu cầu kỹ thuật cụ thể cho việc bảo đảm ăn mòn trong vòng đời của dự án.