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【速記】2017風電葉片復合材料——葉片涂料-應對極端挑戰

2017-04-07 來源:東方風力發電網 瀏覽數:497

講到風電的葉片,挑戰那就是很多很多,當然客戶是希望你能夠做到非常的完美,我們能夠看到的像冰雪,這是非常復雜的一種冰凍的情況,經常會打電話跟我們說我們處在一個極端的冰冷的條件之下,同時還有風沙。可能還沒有那么嚴重,因為大家都知道風沙的問題比起其它的天氣條件要稍微小一點,但是也是在我們的考慮范圍之內。

佐敦涂料(張家港)有限公司Anders Braekke 全球能源電力行業總監
   我想給大家介紹的內容是我們的葉片涂料,這個葉片是非常具有挑戰的,我們作為這個行業當中的供應商,希望它能夠應對一些極端的挑戰。因為這也是非常有意思的一個技術問題,在我們的這個葉片行業當中,我們公司生產了不同類型的葉片涂料,已經超過90年的涂料供應歷史。從左邊您可以看到就是由我們公司所參加的,像埃菲爾鐵塔也是我們所提供的涂料,還包括廣州電視塔,這也是我們所提供的,也是我們非常具有標志性的一個建筑,用的也是我們的涂料。
  講到風電葉片,挑戰很多,當然客戶是希望你能夠做到非常的完美,我們能夠看到的像冰雪,這是非常復雜的一種冰凍的情況,經常會打電話跟我們說我們處在一個極端的冰冷的條件之下,同時還有風沙。可能還沒有那么嚴重,因為大家都知道風沙的問題比起其它的天氣條件要稍微小一點,但是也是在我們的考慮范圍之內。
  這個也是非常出名的我們的蟲屋,但是也必須奇怪,有很多的我們的風機的制造商,他們的產品也可能會用在一些有蟲子的環境里面使用。由于蟲子的影響,對于整個風機的效率也會有很不好的影響。對于它的這樣一個輸出,我們可以進行一個每天的評估。
  還有就是雨蝕也是非常重要的,如果說有很多降雨的話可能會減少蟲子的數量但是也會給我們造成雨蝕的影響,這也是我們目前面臨的最大的挑戰。我們在60年代開始就做風機這方面的業務,也在不斷地提升自己的技術,希望在雨蝕這方面能做出更好的改進。
  之前我們也有講者提到過測試的一些方法,我確實承認測試是非常重要的,絕大多數各位都認識我們有這種雨蝕測試,來判斷一下這個產品的性能,后面我也會跟大家再去做詳細的介紹,它確實是非常好的一個方法,來幫助我們選擇相應的產品是否能夠用在我們風機葉片上,但是它并不是一個唯一的手段,不能夠單純依靠雨蝕測試的結果來選擇產品,因為具體的應用是非常的復雜,非常的重要,所以要方方面面全面的考慮。有一些可能經驗不是非常豐富的工作人員,他們的測試結果也可能并不是特別準確,所以測試只是其中的一個維度,而且雨蝕的測試也會有一些不確定性。
  我們為什么不能完全信任機器的測試?我們是可以做一定的參考,但是不能完全的相信。像之前我們的講者也有提到過這種加速測試并不能夠完全真實的反映現場的表現,加速確實很好,但是加速確實不能夠100%的重現現實情況的一些結果,所以雨蝕測試也可能會給到我們和現實的結果不一樣的數據。
  還有實際的施工質量,我們測試的時候假設這些涂層都是沒有氣泡,沒有任何的缺陷,非常的均勻,然后我們的厚度也非常的好,但是實際的施工質量也是會產生影響的。我們的葉片制造商他們現在希望能夠做到低風速,這也是一個有很大潛力的市場,相信在座的各位也有很多是做產品出口的,像在印度、中東都有這方面的需求。比如說5米每秒的一個速度,還有我們的葉片變得越來越長,還有我們的葉尖的速度可能是50-80米每秒的速度,剛才提到雨蝕測試只是我們相應的測試中的一個維度。
  在歐洲我們的公司在水電站壓力鋼管這里非常領先的一家企業,在左邊這張圖上就是我們的這些管道,這些管道預期的壽命大概是15-20年的時間,跟我們的風機葉片很類似。如果我們要去證明它的預期壽命,那要去做一個一年的測試。我們的風機葉片一般來說就用這個小的樣本可能測試20小時、30小時就好了,但是你看我們這個管道,我們的測試方法要花1年的時間。這個葉片只測試20小時的時間,所以我們葉片的測試是極端極端加速的,就是時間太短了,所以我們一定要非常的謹慎。我們應該使用這種加速的雨蝕測試,雖然它很有用,我們還是要持謹慎的一個態度。
  下面我想邀請我們的市場部還有實驗室的主管來跟我們進行介紹。
  林偉:下面由我為大家介紹一下關于技術方面的一個內容。首先在我演講之前我們先看一段短視頻。
  (視頻播放)
  林偉:這是我們佐敦的一個介紹,我們佐敦計劃在未來5年內對5個全國不同的風場進行每年不下一次的勘驗,我們希望這勘驗的結果能在5年后的大會上再給大家分享我們勘驗的一個結果和數據。因為我們認為實際風場的勘驗才是最有意義的,才是最能體現涂料性能的一個特點。過去我們風場勘驗需要爬到葉片上面去,然后拍很多照片,這個方法既費時又費力,而且還容易不安全。我們目前有很多的科技手段,比如說我們的長膠的鏡頭可以在地面上拍到比較清晰的畫面,還可以用我們的無人機,我們知道大疆是中國非常偉大的企業。我們可以用無人機對風電葉片進行360度無死角的拍攝。剛才我們所看到的視頻就是我們自己去風場拍攝到的短視頻,這也是我們自己拍攝的照片。
  佐敦目前對不同風場進行勘驗,在我們的勘驗結果中發現不同的風場它的雨蝕情況有非常大的不同。我們看到左邊這幅照片是西北風場,暴曬了6年以上的狀況,可以看到幾乎沒有任何的磨損。而右邊的這幅照片是威海多風場,只暴曬了3年左右的雨蝕結果。所以我們看到這個結果是截然不同的。所以我們認為過去可能我們在西北方面的葉片,未來可能對雨蝕要更大的注重。所以我們有自己的涂料產品,這是佐敦的四大產品,有BC100,就是常規的漆。
  為什么我們的保護要用到涂料?來看兩幅照片,我們知道某產品在過去的幾年內對前緣保護做了巨大的貢獻,但是膜產品有自身的缺陷,先看到右邊這幅圖是膜產品經過照射之后出現開裂的狀況,右邊是現場我們拿到的膜產品接受過雨蝕之后的照片。佐敦有自己的雨蝕設備,我們在雨蝕設備測試的時候有個小插曲,我們想測試某產品的雨蝕性能,但是每次做到2小時左右就得停掉了,不是用壞了,而是這個產品在高速的時候在雨滴下容易出現剝落的現象,我相信這個現象寨很多風場大家也見到過,可能不是說我們的某產品被雨蝕給打壞了,而是某產品剝落了,這可能是某產品其中另外一個缺陷。
  我們認為雨蝕測試還是比較能反映實際的現場情況,這就是我們現場所看到的圖和雨蝕設備所做出來的圖是非常接近的一個狀態。佐敦目前是國內首家擁有雨蝕設備的一個企業,我們的雨蝕設備是在前年就已經建好了。我這邊就不詳細介紹雨蝕設備的內容,但是我們這個中間經歷了很多坎坷,也積累了很多經驗。我們光雨蝕設備上面測試用的樣件就經歷了不下4代的變更,所以我們在這上面的經驗是非常豐富的。至于這3片是什么用途我先賣個關子,我們之后會介紹。佐敦不僅對前緣產品有大量測試,目前對市面上面漆產品有大量的測試。
  右邊這幅圖是我們佐敦對雨蝕設備測試的現場照片,這是我們設備測試結果的表針,大家可能比較熟悉。我們有在測試之前的一個質量,測試之后的一個質量,有測試時間、測試溫度、測試速度,以及雨滴的大小、雨量的大小。這個是測試中的一幅圖,我們是每半個小時會拍一個照片,然后來表征每半個小時一個破壞的情況。
  雨蝕測試對于海上葉片而言是至關重要的,但是海上葉片不光要有雨蝕測試的結果。因為我們知道在海上葉片中,或者說近海的葉片中,最大的兩個破壞。我們看到這幅圖,它是近海的葉片暴曬了兩年以后的結果。我們看到它已經有白斑在上面了,為什么會有白斑,主要是耐候性不是太好。QUV測試它是含有4個小時的UV暴曬,還含有4個小時的冷凝。我們曾經做過一次實驗,就是說把冷凝給關掉,光做QUV,就發現如果光做QUV如果做1萬個小時它都不會出現粉化的現象。因為我們在沿海的風場有大量的雨量,西北其實日照,很多新疆地區日照比東南沿海還要嚴重,但是你發現他過了幾年后,也沒有出現這樣老化的現象,你會發現是不是因為它的涂料的耐候性非常好,但其實不是的,是因為西北不下雨所以它不會粉化。
  另外是一個雨蝕比較嚴重的照片,我們做了一個測試方法,我們做一個循環測試,做3天的鹽霧做3天的老化再做3天的冷凝測試,如果你做3000個小時的UVA的話再做3000個小時的鹽霧再做3000個小時的雨蝕循環,我們認為這更能反應實際之后它暴曬的雨蝕的結果。
  如何去實現海上的風電測試,是一個比較實際的問題。我們知道雨蝕的樣機是長左邊這個樣子,這個我們做暴曬,暴曬之后做鹽霧,煙霧之后做冷熱循環的測試,這樣從而實現測試方法的一個目標。
  Anders剛才強調了很多,他強調的一個核心雨蝕測試是其中的一個內容,但是更重要的是我們需要非常好的施工性能。我們在張家港實驗室做了大量的測試,發現很多測試并不是因為涂料本身所產生的,而是它的施工所造成的。所以我們看到這幾個產品它們的施工性能,施工時間只有6分鐘、6分鐘、15分鐘和3分鐘的時間,這對于葉片廠來說是非常難操作的。
  另外我們有自己的RET就是我們的雨蝕測試設備已經和很多的主機廠還有葉片廠展開一些合作,佐敦目前的雨蝕測試設備我們是向所有的葉片廠商還有主機廠都是開放的,我們可以免費為你們測,如果你們之前沒有測過的話之后可以抓緊機會。
  另外多說兩句是我們佐敦認為葉片發展的一個趨勢,佐敦認為葉片或者涂料它發展的趨勢一定是往環保的方向走,但是環保有兩個方向,水性和高顧行(音),我們佐敦目前有自己的水性產品,我這邊為大家解釋幾個大家常見的關心的一個問題,水性的涂料它是不是比溶劑型的涂料要差呢?其實這個答案是否定的,因為水性的涂料很多耐候性以及耐磨性能其實完全可以達到溶劑性涂料特點。另外水性產品是不是比溶劑性涂料要貴?這一點答案是肯定的,因為水性涂料它主要貴在固化劑上。第三是水性涂料需要多道施工?這一點是既對又不對,因為大部分的水性產品固體份額做得并不夠,所以需要多道施工,但是目前通過配方設計我們已經可以完全做到把水性產品的固體粉做到跟溶劑型產品相近的一個程度。
  至于佐敦水性產品的表現我們歡迎各大廠商找我們要樣品來測試。另外我們要提的一個防結冰產品,佐敦有自己的防結冰產品,我們目前的防結冰產品已經經過了Fraunholfer的測試,佐敦會持續加大力度做更好的防結冰的產品。所以這個是我介紹的所有內容,謝謝大家!

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