上海麦加高级工程师刘宝营:《新一代海上风电前缘保护涂层——3650PF》

2019-04-11 东方风力发电网 点击:286
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   2019年4月11—12日,第五届中国国际风电复合材料高峰论坛(CWPC2019)于中国重庆隆重召开。在大会专题一:科技创新 成就未来——“创新材料、革新技术”中,上海麦加涂料有限公司高级工程师刘宝营先生作了题为《新一代海上风电前缘保护涂层——3650PF》的精彩演讲。

 

  以下为演讲实录:



 

  各位专家,各位领导,各位行业同仁,大家上午好,今天由我代表上海麦加涂料公司,给大家介绍一下我们公司新推出的一款用于海上风电保护的新产品,它的代号是365OPF。我简单介绍一下这个产品设计的背景,然后再对它的性能进行一个简单的小结。

 

  设计的背景简单来说,就是我们发现目前已经面世的所有前缘防护产品都面临综合性能不足,要不然就是性能不满足业主和客户的要求,要不然就是施工过程不方便,不好用。或者是说成本过于高昂,使用起来比较麻烦。这也是为什么我们研发一个新产品经历了非常长的时间跨度,研发新产品前后一共横跨接近十年时间,365OPF的意思就是指365天乘以十年的意思。经过的这么长的时间,大家可以看到图片上面,展示的是一部分实验机所收集到的数据,经过了接近三千小时的测试之后,第一代的试验机都已经升级了。

 

  在实验室当中简单的一些测试,不足以反应风厂叶片运行的实际情况,为什么这么说呢?在实际运行当中叶片可能会经受运输、吊装当中的损伤还有磕撞,还有昆虫的腐蚀,杂物的刮擦,以及冰雹和雪的物理撞击。左边这张图片是低风速风场叶片运行了不到半年之后的近景照片,可以看出来叶片前缘堆积大量的昆虫尸体,棉花等等,这些杂质不仅大幅降低风力发电机叶片的发电效果,而且我们可以用放大镜放大之后,发现在昆虫尸体附着的地方,昆虫本身体液和血液会对前缘防护产品造成一个非常严重的侵蚀的损伤。左边的突变前缘防护产品初始性能非常好,经过了深化腐蚀以后,会出现什么问题呢?这张突变就是模拟刚刚叶片前缘材料开裂的情况,方法就是在性能非常好相对来说比较成熟的前缘保护漆的产品,表面使用纱子轻轻地打磨,打磨之后可以发现随着测试时间的推移,经过表面轻微损伤的前缘防护产品,会有一个性能上面大幅度的断崖式下跌,完美的表面随着时间推移,表现依然是完好的。这样一个性能上的差距,就体现出来了,在实际风厂当中运行的环境非常复杂,这也是为什么说,很多产品在实验室里面测试很完美,但是在实际风场运行当中,会不尽如人意。

 

  另外施工过程当中面临的问题也是非常多,目前普遍的施工条件都很苛刻,具体怎么说呢?要不然就是油漆的固化速度太快,导致工人操作的时候来不及,要不然就是反应过慢,有可能固化是一周两周或更长时间,表面就会发生发粘或者不固化的问题。或者是本身保护漆粘度非常高,施工的时候必须添加稀释剂,带来一个严重的问题就是施工效率非常低,单次涂装厚度达不到业主要求,特别是对高湿度的情况不能适应。在中国南方应用受到严重制约,几乎所有的产品都不能进行无漆喷涂的涂装方式。

 

  经过了上述简单的问题分析之后,我们总结了一下,对于新产品的设计,在性能上面的要求,第一就是防物理侵蚀方面,本身雨蚀侵蚀是毋庸置疑。另外经过损伤之后本身抗雨蚀性能不能有严重下降,要求撕裂强度要达到一定水平,本身材料跟基材之间的玻璃强度,也要达到一定的水平。在化学方面,毋庸置疑是解决昆虫尸体的腐蚀,这个问题是非常严重的。这个问题必须要得到根治,最重要的是在目前测试的方法当中,都没有体现出来物理和化学两方面交替的作用。化学作用会从涂层材料表面向深度追歼发展,交替就会加速这个材料的失效。

 

  上面是性能方面的要求,现在是施工要求,施工要求也是非常多的,具体有哪些?首先肯定是方便使用,方便使用体现在什么?就是黏度非常低,施工窗口非常宽,在夏天和冬天都能施工,阴雨天能施工,干燥的时候也能施工。施工方式也需要多种多样,不仅可以喷涂,还能滚涂,另外施工一定要迅速。固化速度也要快,尤其是单次施工的厚度一定要高。

 

  最近几年政府对环保的要求,在油漆当中最好是不要存在有机挥发的排放,这么多的要求,经过分析迭代之后。最后设计出来了365OPF这样一个产品,这张图片展示的就是这个产品总体的性能。主要是本身的防护性能细分指标,还有施工方面的细分指标。从图片当中可以比较直观的看到,这个产品设计最重要的目标,就是在施工方面的性能提升,比传统保护漆的产品有一个全方位提升。第一就是黏度要低,容易施工,施工可以多种多样的方式,固化速度也不能太慢。我们是希望设计出来综合性能比较优秀,没有明显的短板。

 

  总的来说,365OPF这个新产品最主要的特性,就是在于施工非常简单,施工效率非常高,施工质量容易控制。与传统保护漆有本质区别,本身保护漆防护性能也不是很差,初始性能很好,经过了非理想状况,表面损伤之后,材料的性能也是不错的,且数据与膜厚成非线性正比。以上就是我讲的全部内容。

 

  (发言由现场速记整理,未经本人审阅)



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