Làm thế nào để chọn thiết bị sạc chống ăn mòn cho các cảng và bến tàu

Hướng dẫn mua hàng thực tế về phơi nhiễm muối, bảo vệ vỏ bọc, vật liệu, bảo trì và triển khai sạc di động

Điện khí hóa đang mở rộng ra ngoài xe chở khách sang lĩnh vực hậu cần cảng, đội xe hạng nặng, xe dịch vụ, thiết bị xây dựng và hệ thống điện công nghiệp tạm thời. Tuy nhiên, đối với các cảng và bến du thuyền, cơ sở hạ tầng sạc đối mặt với một vấn đề ít nghiêm trọng hơn nhiều so với nhà kho nội địa hoặc nhà để xe đô thị: sự phơi nhiễm liên tục với clorua. Không khí chứa đầy muối, độ ẩm cao, ngưng tụ, mưa do gió, bức xạ UV và các chu kỳ ướt-khô lặp đi lặp lại có thể tấn công đồng thời các tủ, bản lề, ốc vít, đầu nối cáp, đầu nối sạc, đường làm mát và các đầu cuối điện.

Do đó, việc lựa chọn hoặc bộ sạc cố định cho địa điểm ven biển không nên bắt đầu chỉ với định mức công suất. Một hệ thống 200 kW, 350 kW hoặc 420 kW vẫn có thể trở thành vấn đề bảo trì nếu vỏ bọc, đầu nối, hệ thống sơn phủ, hệ thống thoát nước hoặc giao diện linh kiện của nó không phù hợp với khí quyển biển. Ngược lại, một hệ thống được chỉ định phù hợp có thể giảm thời gian ngừng hoạt động, tránh thay thế linh kiện sớm và hỗ trợ mạng lưới sạc linh hoạt hơn.

tập trung vào R&D, sản xuất và cung cấp các sản phẩm lưu trữ năng lượng và sạc cho các ứng dụng chuyên nghiệp như cứu hộ đường bộ, xe hạng nặng, công trường xây dựng, ngành công nghiệp ngoài trời và hỗ trợ năng lượng khẩn cấp. Trong một dự án cảng hoặc bến du thuyền, các hệ thống lưu trữ và sạc di động này có thể bổ sung cho cơ sở hạ tầng cố định bằng cách đưa năng lượng đến gần hơn với thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, việc triển khai lâu dài trong môi trường biển luôn phải phù hợp với lớp ăn mòn thực tế của địa điểm và các yêu cầu bảo vệ cụ thể của dự án.

I. Tại sao ăn mòn ven biển làm thay đổi quyết định mua thiết bị sạc

Không khí chứa đầy muối có thể ăn mòn ngay cả khi không tiếp xúc trực tiếp với nước biển

Bộ sạc không cần bị nước biển bắn vào để bị ăn mòn biển. Các hạt clorua mịn có thể bị gió mang vào đất liền, lắng đọng trên bề mặt kim loại, sau đó hấp thụ độ ẩm từ không khí ẩm. Một khi màng ẩm dẫn điện hình thành, quá trình ăn mòn điện hóa sẽ dễ dàng duy trì hơn. Điều này đặc biệt liên quan đến các bến cảng mở, nhà ga container, khu vực dịch vụ bến du thuyền, đê chắn sóng, xưởng đóng tàu và các bãi bảo trì ven sông, nơi lượng muối lắng đọng có thể duy trì ở mức cao trong thời gian dài.

Vị trí cũng quan trọng ở cấp độ vi môi trường. Một tủ dưới mái che có thể ít bị mưa trực tiếp hơn, nhưng nó có thể tích tụ nhiều muối hơn vì việc rửa trôi tự nhiên bằng nước mưa bị giảm đi. Một đế gắn gần mặt đường có thể vẫn ẩm sau khi rửa sạch. Một đầu nối hướng về phía gió biển chủ đạo có thể thu thập tinh thể muối nhanh hơn một đầu nối được lắp đặt phía sau tấm chắn. Do đó, "khoảng cách với biển" chỉ là một phần của đánh giá phơi nhiễm.

Ăn mòn là vấn đề hệ thống, không chỉ là vấn đề tủ

Các nhóm mua sắm thường tập trung vào tủ bên ngoài vì gỉ sét xuất hiện ở đó đầu tiên. Tuy nhiên, độ tin cậy của việc sạc phụ thuộc vào một chuỗi các linh kiện. Một vỏ bọc chống ăn mòn không giải quyết được chốt đầu nối bị ăn mòn, đầu nối bịt kín kém, đầu cuối đồng bị lộ ra hoặc cặp ốc vít không tương thích. Trên thực tế, linh kiện hoạt động kém nhất có thể trở thành mắt xích yếu nhất của hệ thống trong môi trường.

Điều này còn quan trọng hơn đối với các hệ thống di động vì chúng có thể được di chuyển giữa các bãi, khu vực làm việc tạm thời, hoạt động cứu hộ đường bộ và các địa điểm công nghiệp ngoài trời. Việc di chuyển gây ra rung động, xử lý đầu nối lặp đi lặp lại, kéo lê cáp, rủi ro va đập và điều kiện phơi nhiễm thay đổi. Do đó, người mua nên đánh giá cả khả năng chống ăn mòn và khả năng bảo trì thay vì coi bộ sạc biển như một hộp kim loại tĩnh.

II. Đánh giá môi trường trước khi viết thông số kỹ thuật bộ sạc

Sử dụng các loại ăn mòn làm điểm khởi đầu

Đối với các kết cấu thép và hệ thống sơn bảo vệ, ISO 12944-2:2017 cung cấp một khuôn khổ được công nhận để phân loại mức độ ăn mòn khí quyển. Tiêu chuẩn này vẫn còn hiệu lực sau khi xem xét và xác nhận vào năm 2023. Nói chung, các địa điểm ven biển có thể thuộc các loại ăn mòn cao hơn như C4 hoặc C5, trong khi các môi trường ngoài khơi cực kỳ khắc nghiệt hoặc có độ mặn rất cao có thể yêu cầu xem xét các điều kiện CX.

Bài học mua sắm chính không phải là mọi bộ sạc cảng đều phải được chỉ định theo cùng một loại ăn mòn. Thay vào đó, môi trường nên được phân loại trước. Một khu vực đỗ xe được bảo vệ của bến du thuyền, một sân container cách bờ biển 500 mét và một bộ sạc gần bến cảng lộ thiên có thể yêu cầu các quyết định về vật liệu và sơn phủ khác nhau. Chỉ định quá mức làm tăng chi phí vốn; chỉ định dưới mức sẽ chuyển chi phí sang lỗi, thời gian ngừng hoạt động và bảo trì.

Không nhầm lẫn chỉ số IP với khả năng chống ăn mòn

Chỉ số IP theo IEC 60529 rất quan trọng vì chúng giải quyết vấn đề xâm nhập của chất rắn và nước. Tuy nhiên, chúng không tự chứng minh khả năng chống ăn mòn do clorua gây ra. Một vỏ bọc IP66 có thể chống bụi và tia nước mạnh, nhưng kim loại, lớp sơn phủ, ốc vít hoặc phần cứng bên ngoài của nó vẫn có thể bị ăn mòn trong khí quyển giàu muối nếu hệ thống chống ăn mòn không đầy đủ.

Trong các thông số kỹ thuật Bắc Mỹ, NEMA Type 4X thường liên quan vì nó kết hợp bảo vệ nước và bụi ngoài trời với một mức độ bảo vệ chống ăn mòn bổ sung. NEMA cũng giải thích rằng các loại xếp hạng vỏ bọc và xếp hạng IP không hoàn toàn có thể thay thế cho nhau vì hệ thống NEMA xem xét các mối nguy vượt ra ngoài việc xâm nhập chất rắn và nước cơ bản.

Số giờ phun muối không bao giờ được coi là công cụ tính toán trực tiếp tuổi thọ sử dụng

ISO 9227:2022 quy định các phương pháp thử nghiệm phun muối trung tính, phun muối axit axetic và phun muối axit axetic tăng cường đồng. Quan trọng là, tiêu chuẩn này không quy định thời gian phơi nhiễm phổ quát cho mọi sản phẩm và không cung cấp phép chuyển đổi đơn giản từ giờ trong phòng thí nghiệm sang năm sử dụng thực tế. Do đó, một tuyên bố như "1.000 giờ phun muối tương đương mười năm tại bến du thuyền" nên được xem xét cẩn thận.

Một thông số kỹ thuật tốt hơn ghi lại tiêu chuẩn thử nghiệm, mẫu hoặc bộ phận được thử nghiệm, thời gian phơi nhiễm, tiêu chí chấp nhận, tình trạng lớp sơn phủ trước và sau khi thử nghiệm, và liệu các cạnh, ốc vít, mối hàn hoặc giao diện lắp ráp có được bao gồm hay không. Thông tin đó làm cho việc so sánh nhà cung cấp có ý nghĩa hơn nhiều so với một con số giờ lớn duy nhất.

III. Chỉ định thiết bị sạc chống ăn mòn như thế nào

Bắt đầu với hệ thống vật liệu, không phải nhãn "loại biển" chung chung

"Thép không gỉ" không phải là một thông số kỹ thuật hoàn chỉnh. "Sơn tĩnh điện" cũng vậy. Hiệu suất ven biển phụ thuộc vào loại kim loại, chuẩn bị, hóa học lớp sơn phủ, độ dày lớp sơn phủ, xử lý cạnh, xử lý mối hàn, phương pháp bịt kín, thoát nước và cách các kim loại khác nhau được nối với nhau. Ngay cả các loại thép không gỉ được sử dụng phổ biến cũng có thể bị ăn mòn cục bộ trong điều kiện clorua khắc nghiệt, đặc biệt là ở các khe hở hoặc khu vực bị ứng suất.

Đối với các kết cấu thép được sơn phủ, người mua nên hỏi cách hệ thống hoàn chỉnh được xây dựng: chuẩn bị bề mặt nền, lớp lót, lớp trung gian, lớp phủ trên cùng, bảo vệ cạnh và phương pháp sửa chữa. Độ dày lớp sơn phủ là hữu ích, nhưng nó nên được xem xét cùng với độ bám dính và kiểm soát khuyết tật. Các khu vực nhỏ bị hư hỏng xung quanh lỗ, mối hàn, bản lề và các cạnh sắc có thể trở thành điểm bắt đầu ăn mòn từ lâu trước khi một tấm phẳng lớn bị hỏng rõ ràng.

Kiểm soát ăn mòn điện hóa giữa các kim loại khác nhau

Các cảng và bến du thuyền tạo ra điều kiện lý tưởng cho ăn mòn điện hóa vì độ ẩm dẫn điện có thể bắc cầu giữa hai kim loại khác nhau. Ví dụ, ốc vít thép không gỉ được lắp trực tiếp vào tấm nhôm, hoặc các bộ phận chứa đồng được nối với các kim loại khác mà không có sự cách ly, có thể tạo ra sự tấn công điện hóa cục bộ. Giải pháp thực tế không phải là cấm tất cả các vật liệu hỗn hợp; đó là quản lý giao diện bằng cách ghép nối vật liệu phù hợp, vòng đệm hoặc ống lót cách ly, lớp sơn phủ và hệ thống thoát nước.

Chỉ định đầu nối và đường làm mát cẩn thận như tủ

Đầu nối sạc là các bộ phận được chạm vào nhiều. Chúng được cắm, rút ra, đỗ, tiếp xúc với mưa, xử lý bằng găng tay và đôi khi đặt gần mặt đường ẩm ướt lặp đi lặp lại. Trong môi trường ven biển, tinh thể muối có thể tích tụ xung quanh các chốt cơ khí và khu vực tiếp xúc. Do đó, đầu nối phải có vị trí đỗ an toàn, bảo vệ khỏi tia nước bắn lên trực tiếp, thoát nước hiệu quả và quy trình kiểm tra không yêu cầu tháo rời toàn bộ bộ sạc.

Làm mát là một sự đánh đổi thiết kế quan trọng khác. Hệ thống sạc công suất cao tạo ra nhiệt đáng kể, nhưng mọi lỗ thông khí có thể trở thành lối đi cho bụi muối. Người mua nên hỏi liệu bộ sạc có sử dụng không khí lọc, làm mát bằng chất lỏng, các khoang bên trong riêng biệt, bộ lọc có thể thay thế hoặc các phương pháp khác để cân bằng quản lý nhiệt và kiểm soát ô nhiễm hay không. Câu trả lời đúng phụ thuộc vào kiến trúc của bộ sạc; điểm quan trọng là phơi nhiễm ven biển phải được xem xét trong thiết kế nhiệt.

Sử dụng ma trận mua sắm thay vì chỉ so sánh giá và kW

IV. Sạc di động so với sạc cố định: Kết hợp kiến trúc với hoạt động cảng

Cảng có nhu cầu năng lượng biến đổi mà bộ sạc cố định không phải lúc nào cũng đáp ứng được

Sạc cố định vẫn là lựa chọn tốt nhất cho nhu cầu dự đoán, tần suất cao tại các vị trí đỗ xe hoặc sân khấu cố định. Tuy nhiên, cảng là môi trường công nghiệp năng động. Tuyến đường xe tải container thay đổi, công việc bảo trì di chuyển, các khu vực xây dựng tạm thời mở và đóng, các dự án nâng cấp lưới điện tạo ra khoảng trống công suất tạm thời và thiết bị kỹ thuật điện có thể khó di chuyển trở lại bộ sạc ở xa chỉ để phục hồi năng lượng.

Đây là lúc có thể tăng cường khả năng phục hồi hoạt động. Thay vì buộc mọi phương tiện hoặc máy móc phải di chuyển đến nguồn năng lượng, hệ thống lưu trữ và sạc di động có thể đưa năng lượng đến khu vực hoạt động. Giá trị đặc biệt rõ ràng khi giải pháp thay thế là kéo xe, gián đoạn sản xuất, cơ sở hạ tầng cáp tạm thời hoặc di chuyển thiết bị hạng nặng ra khỏi công việc sản xuất.

Các kịch bản cảng và bến du thuyền điển hình

Đối với bến du thuyền nói riêng, cụm từ "thiết bị sạc" nên được giới hạn phạm vi cẩn thận. Thiết bị sạc di động hướng đến phương tiện không nên tự động được coi là hệ thống sạc tàu được chứng nhận. Vị trí kỹ thuật an toàn hơn là sử dụng nó cho đội xe EV trên bờ, thiết bị tương thích, tải AC công nghiệp hoặc hỗ trợ năng lượng tạm thời trừ khi thiết kế sạc tàu chuyên dụng và các chứng nhận cần thiết đã được xác nhận.

V. Door Energy có thể hỗ trợ triển khai năng lượng cảng và công nghiệp linh hoạt như thế nào

Door Energy được xây dựng dựa trên các trường hợp sử dụng năng lượng di động chuyên nghiệp

Door Energy Limited phát triển các sản phẩm lưu trữ năng lượng và sạc cho các tình huống có nhu cầu điện cao, di động, tạm thời hoặc khó đáp ứng bằng cơ sở hạ tầng thông thường. Danh mục sản phẩm của công ty bao gồm sản phẩm Bộ sạc EV di động, thiết bị sạc DC và các giải pháp năng lượng công nghiệp liên quan. Thay vì định vị sản phẩm chủ yếu cho việc sạc xe hơi cá nhân hàng ngày, Door Energy nhấn mạnh vào hỗ trợ bên đường, xe tải và xe van, các dự án kỹ thuật, địa điểm công nghiệp ngoài trời và hỗ trợ năng lượng khẩn cấp.

Một hệ thống sạc lưu trữ năng lượng di động Door Energy 420kWh đại diện kết hợp lưu trữ năng lượng lớn với khả năng sạc DC công suất cao. Door Energy công bố các cấu hình hỗ trợ đầu ra DC tổng cộng lên đến 420 kW, sạc CCS1 / CCS2, giao tiếp OCPP và đầu ra AC công nghiệp. Công suất sạc thực tế luôn bị giới hạn bởi xe hoặc thiết bị nhận, trạng thái sạc của pin, nhiệt độ, giới hạn điện áp/dòng điện và yêu cầu của BMS; do đó, 420 kW nên được hiểu là khả năng của hệ thống chứ không phải là tốc độ không đổi được đảm bảo cho mọi EV.

*Thời gian bổ sung ước tính phụ thuộc vào cấu hình thiết bị cụ thể, công suất đầu vào, trạng thái sạc, nhiệt độ và điều kiện địa điểm. Chúng nên được xác nhận cho từng dự án thay vì coi là giá trị phổ quát.

Tại sao những khả năng này lại quan trọng ở cảng

Một công suất cao có giá trị nhất khi nó giảm thiểu tắc nghẽn hoạt động. Ví dụ, một xe tải điện tương thích không thể đến bộ sạc cố định có thể được cung cấp đủ năng lượng tại chỗ để tiếp tục hoạt động. Trong quá trình xây dựng, đầu ra AC có thể hỗ trợ máy bơm hoặc chiếu sáng mà không yêu cầu điểm điện cố định tại mọi vị trí tạm thời. Trong quá trình nâng cấp lưới điện, lưu trữ di động có thể giúp đáp ứng nhu cầu sạc đã chọn trong khi công suất cố định đang được mở rộng.

Kiến trúc mô-đun của Door Energy cũng quan trọng ở các địa điểm công nghiệp nơi thời gian ngừng hoạt động tốn kém. Nếu hệ thống được thiết kế sao cho các mô-đun chức năng chính có thể được chẩn đoán và thay thế mà không cần gửi toàn bộ đơn vị đi sửa chữa cho mọi sự kiện bảo trì, việc bảo trì sẽ trở nên dễ quản lý hơn. Các cảng vẫn nên xây dựng chiến lược kiểm tra và phụ tùng thay thế tại địa phương, nhưng tính mô-đun có thể giảm tác động thực tế của các lỗi.

Yêu cầu ăn mòn biển vẫn phải cụ thể cho từng dự án

Điểm này quan trọng đối với độ tin cậy kỹ thuật: khả năng công nghiệp ngoài trời không có nghĩa là mọi cấu hình Door Energy tiêu chuẩn đều được chứng nhận cho mọi yêu cầu C5, CX, NEMA 4X hoặc phun muối thời gian dài. Door Energy đã xuất bản các ứng dụng công nghiệp trải dài từ công trường xây dựng đến các nhà ga cảng, bao gồm cả bài viết của họ Từ xây dựng hầm đến nhà ga cảng. Tuy nhiên, đối với việc triển khai cố định tại một địa điểm ven biển có tính ăn mòn cao, dự án nên xác định vỏ bọc, vật liệu, lớp sơn phủ, bảo vệ đầu nối và kiểm tra ăn mòn cần thiết trước khi lựa chọn thiết bị cuối cùng.

Do đó, yêu cầu hiệu quả nhất là yêu cầu kỹ thuật. Người mua có thể xem xét dòng sản phẩm Door Energy và sau đó cung cấp thông tin địa điểm thông qua trang liên hệ Door Energy. Đầu vào hữu ích bao gồm quốc gia, khoảng cách từ bờ sông, liệu đơn vị có được che chắn hay lộ thiên, lượng phun muối dự kiến, phạm vi nhiệt độ và độ ẩm, đầu nối yêu cầu, dung lượng pin xe hoặc thiết bị, công suất DC mong muốn, tần suất sạc hàng ngày, tải AC công nghiệp và bất kỳ tiêu chí IP, NEMA, ISO hoặc phun muối nào được yêu cầu.

Mục kiểm tra

Địa điểm ngoài trời thông thường

Tiếp cận cảng / bến du thuyền có nhiều muối

Kiểm tra tủ bằng mắt

Mỗi 3-6 tháng

Hàng tháng đến mỗi 1-3 tháng, tùy thuộc vào mức độ phơi nhiễm

Vệ sinh / kiểm tra đầu nối

Dựa trên việc sử dụng

Kiểm tra thường xuyên, đặc biệt sau khi phun muối hoặc rửa sạch

Hư hỏng lớp sơn phủ

Định kỳ

Kiểm tra các cạnh, mối hàn, đế và các điểm va đập thường xuyên hơn

Gioăng cửa / đầu nối cáp

Mỗi 6-12 tháng

Mỗi 3-6 tháng hoặc theo rủi ro địa điểm

Ốc vít / bản lề

Hàng năm hoặc định kỳ

Mỗi 3-6 tháng ở khu vực khắc nghiệt

Đầu cuối điện

Theo lịch trình của nhà sản xuất

Xem xét các khoảng thời gian ngắn hơn ở những nơi có nguy cơ ngưng tụ hoặc muối xâm nhập cao