2019年4月11—12日,第五屆中國國際風電復合材料高峰論壇(CWPC2019)于中國重慶隆重召開。在大會專題一:科技創新 成就未來——“創新材料、革新技術”中,上海麥加涂料有限公司高級工程師劉寶營先生作了題為《新一代海上風電前緣保護涂層——3650PF》的精彩演講。
以下為演講實錄:
各位專家,各位領導,各位行業同仁,大家上午好,今天由我代表上海麥加涂料公司,給大家介紹一下我們公司新推出的一款用于海上風電保護的新產品,它的代號是365OPF。我簡單介紹一下這個產品設計的背景,然后再對它的性能進行一個簡單的小結。
設計的背景簡單來說,就是我們發現目前已經面世的所有前緣防護產品都面臨綜合性能不足,要不然就是性能不滿足業主和客戶的要求,要不然就是施工過程不方便,不好用。或者是說成本過于高昂,使用起來比較麻煩。這也是為什么我們研發一個新產品經歷了非常長的時間跨度,研發新產品前后一共橫跨接近十年時間,365OPF的意思就是指365天乘以十年的意思。經過的這么長的時間,大家可以看到圖片上面,展示的是一部分實驗機所收集到的數據,經過了接近三千小時的測試之后,第一代的試驗機都已經升級了。
在實驗室當中簡單的一些測試,不足以反應風廠葉片運行的實際情況,為什么這么說呢?在實際運行當中葉片可能會經受運輸、吊裝當中的損傷還有磕撞,還有昆蟲的腐蝕,雜物的刮擦,以及冰雹和雪的物理撞擊。左邊這張圖片是低風速風場葉片運行了不到半年之后的近景照片,可以看出來葉片前緣堆積大量的昆蟲尸體,棉花等等,這些雜質不僅大幅降低風力發電機葉片的發電效果,而且我們可以用放大鏡放大之后,發現在昆蟲尸體附著的地方,昆蟲本身體液和血液會對前緣防護產品造成一個非常嚴重的侵蝕的損傷。左邊的突變前緣防護產品初始性能非常好,經過了深化腐蝕以后,會出現什么問題呢?這張突變就是模擬剛剛葉片前緣材料開裂的情況,方法就是在性能非常好相對來說比較成熟的前緣保護漆的產品,表面使用紗子輕輕地打磨,打磨之后可以發現隨著測試時間的推移,經過表面輕微損傷的前緣防護產品,會有一個性能上面大幅度的斷崖式下跌,完美的表面隨著時間推移,表現依然是完好的。這樣一個性能上的差距,就體現出來了,在實際風廠當中運行的環境非常復雜,這也是為什么說,很多產品在實驗室里面測試很完美,但是在實際風場運行當中,會不盡如人意。
另外施工過程當中面臨的問題也是非常多,目前普遍的施工條件都很苛刻,具體怎么說呢?要不然就是油漆的固化速度太快,導致工人操作的時候來不及,要不然就是反應過慢,有可能固化是一周兩周或更長時間,表面就會發生發粘或者不固化的問題。或者是本身保護漆粘度非常高,施工的時候必須添加稀釋劑,帶來一個嚴重的問題就是施工效率非常低,單次涂裝厚度達不到業主要求,特別是對高濕度的情況不能適應。在中國南方應用受到嚴重制約,幾乎所有的產品都不能進行無漆噴涂的涂裝方式。
經過了上述簡單的問題分析之后,我們總結了一下,對于新產品的設計,在性能上面的要求,第一就是防物理侵蝕方面,本身雨蝕侵蝕是毋庸置疑。另外經過損傷之后本身抗雨蝕性能不能有嚴重下降,要求撕裂強度要達到一定水平,本身材料跟基材之間的玻璃強度,也要達到一定的水平。在化學方面,毋庸置疑是解決昆蟲尸體的腐蝕,這個問題是非常嚴重的。這個問題必須要得到根治,最重要的是在目前測試的方法當中,都沒有體現出來物理和化學兩方面交替的作用。化學作用會從涂層材料表面向深度追殲發展,交替就會加速這個材料的失效。
上面是性能方面的要求,現在是施工要求,施工要求也是非常多的,具體有哪些?首先肯定是方便使用,方便使用體現在什么?就是黏度非常低,施工窗口非常寬,在夏天和冬天都能施工,陰雨天能施工,干燥的時候也能施工。施工方式也需要多種多樣,不僅可以噴涂,還能滾涂,另外施工一定要迅速。固化速度也要快,尤其是單次施工的厚度一定要高。
最近幾年政府對環保的要求,在油漆當中最好是不要存在有機揮發的排放,這么多的要求,經過分析迭代之后。最后設計出來了365OPF這樣一個產品,這張圖片展示的就是這個產品總體的性能。主要是本身的防護性能細分指標,還有施工方面的細分指標。從圖片當中可以比較直觀的看到,這個產品設計最重要的目標,就是在施工方面的性能提升,比傳統保護漆的產品有一個全方位提升。第一就是黏度要低,容易施工,施工可以多種多樣的方式,固化速度也不能太慢。我們是希望設計出來綜合性能比較優秀,沒有明顯的短板。
總的來說,365OPF這個新產品最主要的特性,就是在于施工非常簡單,施工效率非常高,施工質量容易控制。與傳統保護漆有本質區別,本身保護漆防護性能也不是很差,初始性能很好,經過了非理想狀況,表面損傷之后,材料的性能也是不錯的,且數據與膜厚成非線性正比。以上就是我講的全部內容。
(發言由現場速記整理,未經本人審閱)