【速記】2017風(fēng)電葉片復(fù)合材料——風(fēng)電葉片灌注發(fā)白的總體解決方案

　　　各位專家、各位代表，大家上午好！我今天報告的內(nèi)容是風(fēng)電葉片灌注發(fā)白的總體解決方案。我的報告將分成下面五個部分，首先是簡單的介紹這個定義和分類，第二就是說葉片發(fā)白對于樹脂性能到底有多大的影響，第三就是分析葉片發(fā)白的一些因素，第四是整體解決方案，第五就是博匯的資訊團(tuán)隊(duì)對葉片廠的團(tuán)隊(duì)可提供的服務(wù)。

先來看看對于葉片灌注發(fā)白的定義和分類。簡單說就是在葉片生產(chǎn)制造過程中間，制品出現(xiàn)表面的白斑、氣泡聚集、包容，纖維浸潤不良造成樹脂含量低的現(xiàn)象，這是我們?nèi)~片廠最常遭遇的質(zhì)量缺陷之一。

通過下面的一些圖片可以展示我們現(xiàn)場的一些發(fā)白的缺陷。我們從這個中間部分非常容易的看到發(fā)白的現(xiàn)象，一般來說我們把葉片發(fā)白分成三種不同程度的類型，第一類是輕微發(fā)白，第二類是較重的發(fā)白，第三類是比較嚴(yán)重的發(fā)白。輕微的發(fā)白是指面積比較小、層數(shù)較淺，可以通過修復(fù)，不影響葉片的使用。第二類我們說發(fā)白面積相對比較大，層數(shù)比較深，一般蒙皮比較多見，這種發(fā)白我們說一般通過維修可以使用，但是這種增多的發(fā)白會影響葉片的使用壽命，一般很多葉片廠會降等、降級使用。第三類發(fā)白主要非常嚴(yán)重的發(fā)白就是關(guān)鍵部位，比如說主梁、葉根這些部位，這種就是說層數(shù)比較多，這種發(fā)白是嚴(yán)重的影響到葉片的使用，在這種情況下一般我們的處理方式就是報廢，給葉片廠帶來直接的經(jīng)濟(jì)損失。

我們看看葉片發(fā)白到底對我們?nèi)~片的性能有多大的影響？我們在實(shí)驗(yàn)室模擬發(fā)白的現(xiàn)象，進(jìn)行FRP板的測試，模擬了兩種情況，一種是輕微的，一種是嚴(yán)重的。我們通過不同的纖維板來測0度和90度的機(jī)械性能，可以看到發(fā)白即使是輕微的，雙軸部對我們的影響也是達(dá)到40%-50%的這么一個程度，也就是說對于葉片發(fā)白我們看到的這種現(xiàn)象，對機(jī)械性能是造成非常致命的影響。這個表是顯示的單軸部做的FRP板，對于材料性能的影響，也是達(dá)到30%-40%。0度方向相對少一些，90度方向相對多一些，因?yàn)?0度方向更多考驗(yàn)是樹脂跟纖維的結(jié)合，而0度方向主要是纖維的貢獻(xiàn)。這是我們?nèi)S部的測試結(jié)果，總的來說這種現(xiàn)象不管是什么部，發(fā)白這種現(xiàn)象即使是輕微發(fā)白，對性能影響也是非常大的。

引起發(fā)白的因素有哪些？總結(jié)分析各種因素，主要是兩個方面的因素：一是灌注工藝設(shè)置方面的因素導(dǎo)致這個現(xiàn)象；二是材料方面的因素。這個材料主要是我們平常說樹脂、Balsa core，還有玻纖，我們廣東博匯作為樹脂生產(chǎn)商研究的重點(diǎn)就是說樹脂對于發(fā)白，在這個過程中起到多大的作用。

關(guān)于工藝方面的影響，我們常見的當(dāng)然我們說有很多，比如漏氣，各種管道的連接等等，但是我們說常見的大家比較忽視的地方，第一個方面就是導(dǎo)流網(wǎng)的邊距和層壓板邊緣距離太遠(yuǎn)，太遠(yuǎn)就影響脫氣效率，這也是導(dǎo)致邊緣發(fā)白的一個因素。這是我們拍的一個實(shí)例，在生產(chǎn)過程中我們就要注意這個距離的控制。

工藝方面第二個因素見的比較多的就是梁帽，主梁和殼體結(jié)合面這里太緊，梁帽對于蒙皮的壓力太大，導(dǎo)致另外一面，就是說蒙皮的對面產(chǎn)生發(fā)白，這是我們總結(jié)的第二個工藝因素。

第三個工藝因素就是模具的銳角或芯材的空隙如果太大，太大的一方樹脂流速肯定就快，它在整個灌注過程中間就會和慢的地方形成一個包袱，包袱的地方就會引起滲透不良、缺陷、發(fā)白。

關(guān)于材料方面主要是樹脂，平常大家可能比較忽視的一個地方就是不同的樹脂對于發(fā)白，對于脫氣到底有多大的影響，這是以前大家比較忽略的一個方面。當(dāng)然說Balsa木含水率包括玻璃纖維的含水率都會影響這個發(fā)白的產(chǎn)生。比如說Balsa木一般不超過12%，最多不超過15%。假如說含水率超過20%-25%的話，就會直接導(dǎo)致灌注葉片的發(fā)白。

當(dāng)然在操作過程中也有其他的一些操作工藝可能比較忽視的，比如說一個脫氣裝置，左邊是我們的原料筒，原料筒經(jīng)過脫氣裝置來罐裝。但是脫完氣以后怎么罐裝？假如說從筒的上部直接去灌入的話，又會混入第二次空氣，所以這樣的話我們建議應(yīng)該從筒的底部來進(jìn)行灌入，就避免二次空氣的混入。

一般來說樹脂的脫氣，我們建議的溫度是60度，時間應(yīng)該一般在20分鐘，甚至盡可能長一點(diǎn)的時間我們來進(jìn)行脫氣。另外要注意的就是右邊的頭顯示，就是我們這個混合攪拌的話，這個攪拌的漿必須始終處于葉面的底部，這樣就可以避免進(jìn)一步的混入空氣和氣體。

分析了前面這些原因，怎么樣解決這些問題？很多朋友可能第一想到的就是我們聽說有一種消泡劑，這個可不可以加到里面達(dá)到快速脫氣或者把氣體脫干的這種效果？所以我們這里做了一個測試，就是不同的消泡劑到底對脫氣有什么影響。

0.05%、0.1%跟0.15%分別表現(xiàn)消泡劑在里面的分量，最右邊的是不加的。我們看到從剛開始脫氣的過程中間加了消泡劑的脫的很快，表示有一些作用，最右邊的是不加消泡劑的，所以氣泡維持的時間比較長，氣泡的厚度比較高。但是如果我們通過兩三分鐘的過程，最后發(fā)現(xiàn)最后的結(jié)果是什么？就是加了消泡劑跟沒有消泡劑，它們最后的泡沫的厚度是一樣的。所以關(guān)于消泡劑的結(jié)論就是它能夠加快樹脂在生產(chǎn)運(yùn)行過程中間混入氣體的脫氣，但是對最終的脫氣基本上沒有影響。也就是說我們簡單的認(rèn)為加消泡劑是不是可以解決這個發(fā)白的問題，結(jié)論是加消泡劑不能解決這個問題。

博匯怎么樣去改善樹脂能夠達(dá)到改善白斑的作用？主要從下面四個方面進(jìn)行了一些工作。這個工作整個耗時大概半年多的時間。首先我們說材料，我們有更高的選擇標(biāo)準(zhǔn)，有自己獨(dú)有的選擇指標(biāo)。生產(chǎn)設(shè)備，我們對脫氣，攪拌、傳輸進(jìn)行一些改造，工藝進(jìn)行優(yōu)化，最后的包裝也對這個有影響，進(jìn)行優(yōu)化提升，這是我們的工作。

博匯的整個樹脂生產(chǎn)流程、工藝，我們是采取一個封閉的形式，全自動控制的過程來實(shí)現(xiàn)的。所以從這種情況來說也可以避免人為的一些干擾，避免外面空氣的進(jìn)一步混入。

看看我們的效果，我們認(rèn)為在葉片發(fā)白的過程中，樹脂起到了至關(guān)重要的作用。我們現(xiàn)在有兩個實(shí)驗(yàn)，一個實(shí)驗(yàn)是我們在常溫下就是25度，對樹脂進(jìn)行脫氣的一個比較。這里有一個對比樣，右邊是博匯的3321，左邊是一個對比樣，我們看看在25度下脫氣的話有沒有差別。我們看到差別還是很明顯的，就同樣都是灌注樹脂，但是脫氣泡的能力還是有差別的。這是我們在25度常溫下的一個測試，我們看看下面的一個實(shí)驗(yàn)，就是說前面在25度下脫完以后，再把這個樣品放到40度的溫度下繼續(xù)脫氣，看看它有沒有差別。這個樣品很明顯的看到經(jīng)過25度脫氣以后，氣泡明顯變少，但是這兩個樣品還是有差別的。通過前面幾個實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論就是說灌注樹脂不同，脫氣的效果差異很多，有些關(guān)注樹脂即使在常溫下脫干凈了，在關(guān)注階段我們的模具是加熱的，我們樹脂灌注過程中是放熱的再灌注的過程中也會產(chǎn)生氣泡。

這也就是說為什么很多生產(chǎn)商說：我的透氣層面已經(jīng)做得很好了，為什么后面還會產(chǎn)生氣泡，這就是原因。

我們看看前面是實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果，我們看看在葉片廠實(shí)際的做葉片的效果。左邊的是我們對比的，這個實(shí)驗(yàn)我們是在同一個廠，同一個時間，同一個車間，同一個模具做的對比，同時做的，也就是說兩個模具同時用博匯的和別人家的。右邊是別人家的，右邊世博匯的，殼體、根部、主梁都做了對比，從效果來看明顯是下面的顏色應(yīng)該正常一些。

這個實(shí)驗(yàn)我們總共生產(chǎn)了150套不同的葉型，得到了葉片廠和整機(jī)廠的肯定，右邊是葉片廠各個部門研發(fā)、工藝、質(zhì)量、生產(chǎn)還有主管領(lǐng)導(dǎo)的批示，也就是說不管是從我們實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果還是現(xiàn)在驗(yàn)證的結(jié)果，都證明博匯這一套整體方案是行之有效的，并且這個項(xiàng)目也得到金風(fēng)科技2016年創(chuàng)新項(xiàng)目的評比第二名。

廣東博匯作為一個樹脂供應(yīng)商，為什么對這些有研究？我們是有一個很好的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，我列的這些成員是直接參加了這個項(xiàng)目的所有的工作，包括我們這個PPT都是跟這個團(tuán)隊(duì)所有成員都討論過的。有CTP的CEO博士，他有45年的環(huán)氧樹脂及應(yīng)用從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，還有研發(fā)經(jīng)理Palinsky博士，他有20多年的環(huán)氧樹脂及應(yīng)用從業(yè)經(jīng)驗(yàn)。我們世界上有很多專家，有設(shè)計專家、材料專家，但是很少有生產(chǎn)制造方面的專家，就是工藝、現(xiàn)場控制，我要說的第三位就是我們這位專家，Mr.Fred Koch，他現(xiàn)在是咨詢顧問，曾服務(wù)于多家歐洲葉片公司，當(dāng)過生產(chǎn)經(jīng)理、總經(jīng)理，有20多年的現(xiàn)場生產(chǎn)管理制造經(jīng)驗(yàn)。還有我們下面三位是我們博匯的工程師，直接參與整個的項(xiàng)目驗(yàn)證。

博匯團(tuán)隊(duì)可以為葉片公司提供什么？博匯是一個樹脂廠，但是不僅限于樹脂，我們可以借助歐洲的經(jīng)驗(yàn)，讓他們來和我們?nèi)~片廠一道進(jìn)行葉片的工藝優(yōu)化，降低原材料，提高葉片的整體質(zhì)量，這是我們第一個可以做的。第二個我們海上碳纖維的灌注葉片，我們可以進(jìn)行全套的工藝技術(shù)指導(dǎo)。我們知道CTP3325這個牌號是世界上第一個成功的應(yīng)用在碳纖維灌注樹脂2010年開始，到現(xiàn)在已經(jīng)生成了500多支5兆瓦的碳纖維葉片。右邊那個頭是德國的Euros用3325生產(chǎn)的83米的海上葉片，我們可以把歐洲的成熟的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、團(tuán)隊(duì)帶到中國和葉片廠一起提高我們的葉片質(zhì)量。

最后我們這個項(xiàng)目得到了金風(fēng)科技、上海電氣的大力支持與指導(dǎo)，在此表示感謝，謝謝大家！（根據(jù)速記發(fā)出，如有錯誤請諒解！）