2019年4月11—12日，第五届中国国际风电复合料高峰论坛（CWPC2019）于中国重庆隆重召开。在大会专题二：精雕细琢 巧夺天工——“智能设计、智慧制造”中，WINDnovation Engineering Solutions经理Phillip Zastrow先生发表了题目为《流动侵蚀试验设施中混合侵蚀试验情景中颗粒和水滴侵蚀的现场具体影响建模》的精彩演讲。
以下为演讲实录：
我演讲的题目是关于流动侵蚀试验设施中混合侵蚀试验情景中颗粒和水滴侵蚀的现场具体影响建模。这是我今天演讲的一个大纲，主要是介绍关于转子叶片前缘腐蚀，包括颗粒物与雨滴腐蚀的问题。包括雨滴造成的金属腐蚀，以及怎么样在现场进行一个特定的侵蚀载荷的评估，怎么样确定腐蚀载荷的情况，以及是下面我会讨论通过试验来测试抗腐蚀性，最后会介绍一下测试的益处和展望。
我们的公司是一家进行知识转让、技术转让、评估研发和咨询的公司，我们也进行研发方面的工作。风轮转子受到环境的影响，可能在运行不长的时间之后，就会造成叶片前缘损伤。这张图片显示的是夜间速度过高，会造成的一个严重的腐蚀和损伤，特别是在夜间的区域，是个关键的区域，很容易受到颗粒物和雨滴的侵蚀。有些现场的观察和经验，可以看到在中间的图片，是一个正在进行中的损伤。如果你完全不在乎你的转子，最终转子叶片会受到严重前缘的损伤。还有其他问题产生的后果是什么？很明确从空气动力学角度来说，我们会造成一些阻力系数的增加，最后造成性能的下降，造成传输电发电性能的下降，意味着资金的损失，还包括了水分会进入到内部，会损坏叶片的支撑结构，最后质量会发生损失。叶片进水之后，会造成失衡。最终进行维修的时候，维修成本会增加，与此相对应的就是运营成本会减少。
我们公司进行了一些研究，发现对于转子叶片损伤过程知之甚少，当前的材料也不适合风机，当前材料还没有经过优化，仅仅测试过雨滴或者颗粒物的测试，需要把这两者结合测试才行。另外一个问题就是，我们进行测试的场景，并不一定满足风机标准需求，这是我们进行研究的动机。我们需要进行一个结合的测试，必须要把雨滴测试和颗粒测试联合，进行更真实的测试场景。
我们谈一下腐蚀类型，雨滴和颗粒的侵蚀，包括颗粒物的种类造成的损伤，暴露时间的长短，材料的损失。这是一个例子，展示了雨滴或者颗粒物对于叶片造成的损伤。与此同时，谈到腐蚀率会有一些计算，有很多的研究文献，有很多的论文是关于这方面。这个计算的过程中，首先是颗粒物的直径，要考虑相对冲击的速度，右手边是三种不同的冲击速度的类型，取决于迎角的增加，会造成相应冲击速度的变化。迎角较小就会在材料上形成凹槽，小颗粒会在材料上形成凹槽，如果迎角度更大，小颗粒会造成更深层次的材料疲劳。一开始的时候可能看不到很明显，后来会快速的进展，角度的变化会造成材料疲劳的进一步加深，这是进行风动测试的结果，冲角对于风沙侵蚀的影响，包括横向的涉流产生，移动速度，会发生临界剪切的应变。
颗粒的侵蚀和雨滴的侵蚀结合起来，共同的应对是非常关键的。我们有一个组合的侵蚀力学的假设，首先必须要了解额定的风速对于机来说，是什么样的一个情况？差不多是在60%—100%之间，风机是2.5兆瓦的风机。细粉尘在微粒光谱中很大，高度达到了10米，得出的结论，造成的损伤更多的是由大型颗粒，比如说十微米或者更大的颗粒造成的损伤是更严重的。雨滴的速度也需要考量，雨滴的速度取决于雨滴的大小，随着是小于10米每秒的，这也是水滴大小和降雨强度的关系。然后应该考虑相对速度在绝大多数情况下，是受到夜间速度的影响，这也是一个因素。
我们怎么创造一个测试场景？首先会分配不同类的雨滴到风机位置上，将不同的颗粒尺寸和颗粒形状进行一个分配，最后对雨滴实验和颗粒实验方案进行组合，这是一个降雨等级的测试，时间是五年测试的时间是4.5小时，我给大家描述一下这个测试设备自身，单个转子叶片是抗侵蚀性的一个验证，是400乘200，在经济上和生态上都是友好的，安全理念是非常先进的，有一个标准容器，有实验台和工作站。包括垂直旋转轴、可变转数、雨滴或者颗粒侵蚀的变量。与此同时，也可以进行一个延时系列高达8760，以及叶片尖最大转速。
我们的步骤如何？第一步可以提供标准化一对试样样品，能够满足技术和空气动力学要求，以承受试验中产生的载荷，用单独的材料涂层是由我方提供的。在实验台上对试样进行雨滴和颗粒物的抗侵蚀试验。对不同的风场进行实际测试。然后进行评估和文档记录，测试之后提供一个非常详细的文档和测试结果评估，随后获得一个非常好的测试结果。
这是对试验箱压痕和毛坯的选择，为什么要选择灵活的一种移动型测试设施，可以允许进行个性化的测试，可以进行测试的优化。可以进行标准测试的方法，可以进行一个不同涂层的分析和对比，而且他可以进行单独的测试，可以进行一个优化位置的实验。而且我们还可以考虑不同的结果的多种用途，涂层的直接对比，当然了可以依赖不同的侵蚀的实验报告，通过侵蚀的报告来选择你觉得最好的应用。
可能应用的范围，在规划的阶段，就已经进行一些原形的设计工作，测试过程中，你可以找到最好的解决方案和最好的一个涂料的应用。而且可以在任何地点进行，我们测试设备装在集装箱里面可以运到任何你想要测试的地方。最终可以通过测试减少损失，降低维护成本。这是一个移动智能的侵蚀实验的系统，是和大学共同研发的，你们有任何问题都可以在会后和我们交流。
（发言由现场速记整理，未经本人审阅）
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