上海麥加涂料有限公司技術(shù)總監(jiān)劉正偉在嘉賓演講環(huán)節(jié)發(fā)表了題為《海上風(fēng)電免維護(hù)防腐方案》的演講：

 

　　今天跟大家共同分享探討一下我們公司新一代的前緣保護(hù)涂層。為什么說(shuō)新一代呢？因?yàn)橹帮L(fēng)機(jī)的發(fā)展從850，1.5，2.0、3.0，陸上的，海上的風(fēng)機(jī)在不斷發(fā)展，前緣保護(hù)漆它的功能也是應(yīng)該不斷提升的。我們公司現(xiàn)在針對(duì)的海上風(fēng)電專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了新一代的前緣保護(hù)漆，編號(hào)叫3650PF。

 

 

　　為什么做這一款保護(hù)漆，是因?yàn)槟壳耙阎奈覀円?jiàn)到的所有的在收的前緣保護(hù)漆它的性能尚且不足，我們都知道海上風(fēng)電的維修成本非常高昂，所以說(shuō)從設(shè)計(jì)角度來(lái)講，我們希望這個(gè)產(chǎn)品能做到終身免維護(hù)。這個(gè)產(chǎn)品我們研發(fā)的時(shí)間跨度是接近十年，從最后做定型是雨蝕時(shí)間累計(jì)已經(jīng)超過(guò)3000小時(shí)。下面是我們做試驗(yàn)過(guò)程中的一些截圖。

 

　　首先說(shuō)一下關(guān)于前緣的問(wèn)題，大家都知道現(xiàn)在海上風(fēng)機(jī)，尤其是早期的那些風(fēng)機(jī)目前的前緣損傷已經(jīng)到達(dá)一個(gè)非常嚴(yán)重的地步，要想解決這個(gè)問(wèn)題首先要把這個(gè)問(wèn)題發(fā)生的原理給搞清楚。最早的時(shí)候這個(gè)行業(yè)當(dāng)中壓根兒就不在乎這個(gè)問(wèn)題，覺(jué)得雨水很輕松，不會(huì)產(chǎn)生什么危害，但是最近五年發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的前緣損傷很?chē)?yán)重，所以說(shuō)后來(lái)大家都非常重視涂層的耐雨蝕性能，以前大家都測(cè)耐雨蝕的時(shí)間，當(dāng)時(shí)前一代的產(chǎn)品單純看耐雨蝕的時(shí)間已經(jīng)是足夠了，無(wú)論從理論分析應(yīng)該都有很多的富余量，但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)假設(shè)設(shè)計(jì)能有20年，可能連一年兩年都不到就壞了，為什么？首先我們?cè)缙跍y(cè)試的雨蝕實(shí)驗(yàn)都是單純的測(cè)它的耐雨蝕，這個(gè)時(shí)候它的數(shù)據(jù)是很漂亮的，但是我們的風(fēng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，不僅僅只有雨蝕。

 

　　大家請(qǐng)看一下左邊這張圖是我們隨機(jī)在4、5月份的一個(gè)風(fēng)場(chǎng)抓取的，表面有大量的蚊蟲(chóng)尸體還有一些類(lèi)似于柳絮，也可能是菌絲，一些污染物附著在葉片前緣表面。在放大鏡或者顯微鏡下觀看的時(shí)候，右邊那一張大家都會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)表面實(shí)際上已經(jīng)發(fā)生了輕微的開(kāi)裂，這個(gè)時(shí)候單純的測(cè)一個(gè)雨蝕的數(shù)據(jù)已經(jīng)不足以反映風(fēng)場(chǎng)的實(shí)際工況。請(qǐng)看右邊這個(gè)小顆粒，這一點(diǎn)點(diǎn)到底會(huì)造成多大的危害呢？大家請(qǐng)看這兩張圖，這是一個(gè)做雨蝕試驗(yàn)的樣板上面那一張我們寫(xiě)的一小時(shí)是線速度是153米每秒，降雨量是80毫米每小時(shí)，其中這個(gè)圖的原始狀態(tài)是表面只有輕微的一兩個(gè)點(diǎn)蝕，我們用砂紙輕微打磨，輕微打磨之后測(cè)一個(gè)小時(shí)之后，大家發(fā)現(xiàn)打磨區(qū)域發(fā)生了比較明顯的，或者是已經(jīng)很明顯的破壞，把這個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行到三個(gè)小時(shí)的時(shí)候，整個(gè)基材全部裸露，我們的玻璃鋼都已經(jīng)被打斷了，但是表面原始狀態(tài)沒(méi)有被打磨的區(qū)域是完好無(wú)損的。假設(shè)我們忽略中間這兩個(gè)破壞的區(qū)域，單純看旁邊的，在同等工況情況下這個(gè)耐雨蝕是非常漂亮的，可惜僅僅發(fā)生表面一點(diǎn)點(diǎn)破損之后，它的防護(hù)性能就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)斷崖式的下跌，這個(gè)是我們認(rèn)為目前我們所用的這些材料的一個(gè)最大的缺點(diǎn)。

 

　　到底什么情況下會(huì)發(fā)生這種表面破損呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，我們的運(yùn)輸、吊裝這個(gè)過(guò)程當(dāng)中肯定會(huì)對(duì)葉片表面會(huì)有點(diǎn)損傷的，這個(gè)損傷不要太大，哪怕只有一個(gè)一毫米左右的損傷，到后期就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)這個(gè)涂層失效，用不了兩三年損傷區(qū)域就可以達(dá)到玻璃鋼了。還有一點(diǎn)我們也不能忽略的就是如果在陸上風(fēng)電的話，在山區(qū)從山頂上吹下來(lái)的粉塵、樹(shù)葉、草種，甚至甲蟲(chóng)在高速撞擊的情況下，都可以把表面給撞擊出一個(gè)坑來(lái)。海上風(fēng)電比較干凈，風(fēng)比較干凈，沒(méi)有什么雜質(zhì)，但是海上風(fēng)電依然有蚊蟲(chóng)這類(lèi)的出現(xiàn)。還有一條，就是無(wú)論任何風(fēng)場(chǎng)都會(huì)出現(xiàn)的，就是凍雨，或者類(lèi)似于冰雪混合物。在北方再過(guò)一個(gè)月左右，就會(huì)偶爾發(fā)生我們說(shuō)的類(lèi)似于小米粒大的冰晶會(huì)打在臉上很難受，如果說(shuō)在海上的時(shí)候，假設(shè)突然哪一天降溫，產(chǎn)生了類(lèi)似于微小冰雹的天氣，只需要一分鐘或者只需要二十秒，整個(gè)葉片防護(hù)涂層的壽命就會(huì)衰減90%，所以這個(gè)是非常可怕的。

 

　　剛才說(shuō)的是一個(gè)傳統(tǒng)的風(fēng)場(chǎng)的實(shí)際狀況跟檢測(cè)手段之間的一個(gè)偏差。還有一個(gè)就是目前在售的一些產(chǎn)品它的一些施工的缺陷，三分涂料七分涂料，目前已有的涂料對(duì)涂裝是比較苛刻的，要么就是操作期不足很快就固化了，要么就是固化特別慢，表面發(fā)黏，要么就是黏度很高，要么就是對(duì)溫濕度很敏感等等，這個(gè)缺點(diǎn)很多，很難達(dá)到一個(gè)簡(jiǎn)易施工。再者就是最關(guān)鍵的第三條，就是不能進(jìn)行常規(guī)無(wú)氣噴涂，我們整個(gè)海上的防護(hù)裝置包括塔筒全部采用的是無(wú)氣噴涂，無(wú)氣噴涂是已經(jīng)被公認(rèn)的最有效的一個(gè)涂裝方式，可惜在我們?nèi)~片最需要保護(hù)的區(qū)域卻不能采用這種涂裝方式，這不得不說(shuō)是一種遺憾。

 

 

　　新的保護(hù)漆整個(gè)設(shè)計(jì)思路是這樣的，首先考慮物理?yè)p傷，物理?yè)p傷首先首當(dāng)其沖的是雨蝕，這也是一個(gè)必要非充分條件。二是是刮擦撕裂強(qiáng)度，三是玻璃強(qiáng)度，玻璃強(qiáng)度展現(xiàn)的是最終失效模式。如果刮擦撕裂程度較差，表面很容易產(chǎn)生損傷，也會(huì)對(duì)后期的防護(hù)造成很大的不利。還有生化腐蝕，生化腐蝕這一條以前是大家不怎么關(guān)注的，大不了都是覺(jué)得會(huì)長(zhǎng)霉菌之類(lèi)的，實(shí)際上蟲(chóng)子的尸體，蚊蟲(chóng)的尸體這些蛋白質(zhì)最后在葉片上腐爛的過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的有機(jī)酸，對(duì)損傷是很大的，這個(gè)不能簡(jiǎn)單的用無(wú)機(jī)酸，無(wú)機(jī)堿來(lái)檢測(cè)的。還有自外老化，這個(gè)是光化學(xué)腐蝕，紫外老化這個(gè)很成熟，這邊不再?gòu)?fù)述。最關(guān)鍵的一個(gè)交替作用，單一個(gè)材料我們能測(cè)一百個(gè)單位的時(shí)間，時(shí)間越久越好，但是結(jié)合到刮擦玻璃生化腐蝕之后，它極有可能從一百衰減到一，這個(gè)跨度非常之大，我們要做的就是盡量減輕刮擦玻璃這些負(fù)面影響對(duì)主體耐雨蝕影響的一個(gè)負(fù)面影響。

 

　　還有它的施工性能，如果這個(gè)產(chǎn)品再好難施工最后也是竹籃打水一場(chǎng)空，施工是所有一切的根本。到目前為止新的產(chǎn)品基本已經(jīng)把施工做到極限了，直觀來(lái)說(shuō)跟常規(guī)涂料沒(méi)有太大的區(qū)別。這里面還有一條要說(shuō)的就是這個(gè)單道干膜的厚度可以輕松達(dá)到500微米，這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)楝F(xiàn)在葉片廠的周轉(zhuǎn)都很快，如果一次只能通過(guò)50的話，設(shè)計(jì)膜厚是500，要涂10次，這是不可能完成的任務(wù)。

 

　　這個(gè)是我們做的圖表匯總，先看性能指標(biāo)，里面是傳統(tǒng)保護(hù)漆，最差的就是右下角耐刮痧之后的雨蝕，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)保護(hù)涂層最大的弱點(diǎn)。以前我們測(cè)試的時(shí)候，很多材料單純的測(cè)雨蝕，感覺(jué)用50年、10年都沒(méi)問(wèn)題，往往實(shí)際上一年兩年就完蛋。現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)中要談一個(gè)質(zhì)保的問(wèn)題，單純談一個(gè)5年或者6年的質(zhì)保，如果假設(shè)從實(shí)驗(yàn)室分析已經(jīng)達(dá)到了一百年的使用壽命，為什么5年、6年不敢簽?zāi)兀烤褪俏恢靡蛩兀@個(gè)就是因?yàn)楣尾林笏男阅軙?huì)出現(xiàn)斷崖式的下跌。新的產(chǎn)品就是把這個(gè)短板給補(bǔ)齊了以后，但是大家看到依然沒(méi)有得到滿分，這個(gè)可能需要下一代的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，只能說(shuō)目前這個(gè)性能有了一個(gè)大幅度的提升。施工性能這邊基本上已經(jīng)沒(méi)有原則性問(wèn)題了，我們?cè)u(píng)估過(guò)在目前已知的國(guó)內(nèi)葉片廠各種基地都可以實(shí)現(xiàn)而且是可控的，最關(guān)注的還是這邊的，因?yàn)楫吘购Ｉ巷L(fēng)電的前沿維護(hù)幾乎是不可承受的，如果一年維護(hù)一次這個(gè)費(fèi)用是多少無(wú)法計(jì)算。

 

　　最后簡(jiǎn)單的把這個(gè)產(chǎn)品做一個(gè)總結(jié)，先說(shuō)施工，施工就是簡(jiǎn)單、高效、可控，為什么說(shuō)可控？是因?yàn)槲覀兊娜~片本身是玻璃鋼的，是不導(dǎo)電的，這個(gè)膜厚是很難測(cè)量的。大家做塔筒很簡(jiǎn)單，拿個(gè)儀器表一量，要多少都非常清楚，但是葉片本身不導(dǎo)電，所以膜厚的控制很難，如果設(shè)計(jì)指標(biāo)是300微米，實(shí)際涂了50那肯定也是不行的。我們現(xiàn)在有一套可靠、可控涂裝以及監(jiān)控的一個(gè)方式。

 

　　最主要的還是第二個(gè)，這個(gè)產(chǎn)品它的初始耐雨蝕時(shí)間是大于30小時(shí)的，后來(lái)其實(shí)我們自己實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部檢測(cè)可以接近80，但是這個(gè)沒(méi)有什么意義了，因?yàn)楹Ｉ巷L(fēng)電理論上講也就需要20小時(shí)。其實(shí)最關(guān)鍵的是第二條，就是漆面嚴(yán)重?fù)p傷之后依然有大于10個(gè)小時(shí)的時(shí)間，這個(gè)10個(gè)小時(shí)什么概念呢？大概來(lái)說(shuō)在江浙滬一帶的風(fēng)場(chǎng)是滿足10年是沒(méi)有什么問(wèn)題的，在海南降雨量是達(dá)到接近2000五年左右，但是這有一個(gè)前提，就是當(dāng)漆面嚴(yán)重?fù)p傷，漆面嚴(yán)重?fù)p傷的情況不用管刮擦也好，吊裝也好，蟲(chóng)蝕也好，冰雹也好，最后的結(jié)果，最嚴(yán)重的結(jié)果也不外乎嚴(yán)重?fù)p傷，也就是在最苛刻的條件下依然有5-10年的保護(hù)期。

 

　　但是這個(gè)數(shù)據(jù)還有一個(gè)問(wèn)題，就是我們發(fā)現(xiàn)它的防護(hù)時(shí)間是跟膜厚呈一個(gè)正比關(guān)系的，但非線性環(huán)境，但是大概是能加30%左右。現(xiàn)在面臨一個(gè)問(wèn)題，就是膜厚太高了是否會(huì)影響它的系統(tǒng)性，就是說(shuō)從設(shè)計(jì)角度講，我不知道在座的各位能接受的前緣最多的防護(hù)的厚度是多少，這個(gè)很重要，如果這個(gè)厚度能夠提到一千的話，什么都解決了。

 

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