2020年8月6日，第六屆中國國際風電復合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質(zhì)增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價 ”。

 

　　主旨發(fā)言中，上海麥加涂料有限公司技術總監(jiān)劉正偉做了題為《海上風電前緣防護新方案》的演講。以下為發(fā)言實錄：

劉正偉↑
 

　　各位領導，各位同行，大家上午好，聽了趙總發(fā)言我壓力很大，也給了我很大的動力，說明該課題是行業(yè)中必須直面面對的，下面我把公司的經(jīng)驗和想法和大家分享。

 

　　關于前緣防護，尤其是海上前緣防護，我們面對最大的問題是沒有標準。近十年來，中國前緣防護一直在做，但如何有效地評估材料，出現(xiàn)了很多分歧，也走了很多彎路。比如常見的測一測耐侵蝕、老化、濕熱、附著力等等，甚至做循環(huán)，這有必要嗎？當然有必要。但這是一個必要條件。

 

　　關于前緣保護材料的評估，我簡單舉幾個例子和大家探討，我們的觀點是，整個前緣保護材料的評估，目前來說存在很多的盲區(qū)，任何一個盲區(qū)到最后都可能會造成完全不能接受的后果。

 

　　首先，主要是用彈性體進行前緣保護，比較軟，可能受到材料本身流變性的影響。

 

　　（PPT圖示）這是幾個廢舊的廠房，生活中有一個經(jīng)驗，如果屋子長年累月沒有人居住的話，玻璃特別容易破碎。玻璃在我們認知中是固體，按道理講，在常溫環(huán)境，常溫常壓應該不會產(chǎn)生變化，但在長年累月中玻璃容易開裂。理論來講，所有的材料皆為流體，尤其是高彈性體更加突出。

 

　　（PPT圖示）這是非常著名的固態(tài)瀝青滴落實驗，固體瀝青和玻璃一樣，憑感覺是固體物，不會流動。但從1927年到2013年瀝青一共滴出9滴，在常規(guī)常壓，一個固態(tài)的物質(zhì)也會產(chǎn)生毫米級的形變，只是時間比較長。

 

　　彈性主要是三個部分組成，第一部分是普彈形變，這形變會瞬間恢復，不會產(chǎn)生副作用，也是做前緣材料保護的一種。第二是高彈形變，拉開松開外力會緩慢地恢復，這不可能百分之百恢復，這種可以接受，但我們希望能避免。最致命得是第三條黏性流動，做材料保護時發(fā)現(xiàn)第三種情況對雨蝕產(chǎn)生不好的效果，如果材料套上第三個性能提高雨蝕的話，該材料在將來運行過程中會存在很多的風險，這種風險快的話可能一年半年，或者是五年以上。

 

　　（PPT圖示）蠕變是要絕對避免的，如果把這個作為主要性能會發(fā)生什么？首先材料會開裂，很多材料尤其是彈性體運行一兩年發(fā)生輕微開裂，伴隨時間增長可能出現(xiàn)剝離、消失，和實驗室單純測試雨蝕的差距數(shù)據(jù)相距甚遠。其中很重要的一點是蠕變的流動性。剛才只是把前緣保護力學特征舉了簡單的例子，里面的影響因素還有很多，時間關系，這里不做討論。

 

　　關于實際工況下的可靠性評估。

 

　　（PPT圖示）這是一個葉片的正常運輸過程，整個風場葉片前緣會碰到樹頭，僅僅運輸過程可能對前緣保護材料產(chǎn)生非常大的負面影響。如果材料本身沒有做這方面的評估，如果前緣保護材料在風場失效這應該歸誰？這是一個很大的盲區(qū)。

 

　　風場的條件是千變?nèi)f化的，很多時候我們覺得微不足道的條件，到最后都會產(chǎn)生一些完全不能接受的后果。

 

　　（PPT圖示）這三個是做雨蝕測試樣板，同樣一個樣板，右邊的圖是風場的一邊，這是蚊蟲的尸體，前緣被撞擊飛蟲飛蛾不可避免，這會產(chǎn)生多大的負面效果，對有些材料完全有影響，對有些材料產(chǎn)生破壞性的后果。測試之前，有斑點的區(qū)域是人為放上蚊蟲尸體，測試之前簡單地清理蚊蟲尸體，涂層表面沒有發(fā)生變化。但經(jīng)過雨蝕一小時之后，有蚊蟲的地方涂層表面被破壞得很厲害，中后端沒有蚊蟲尸體的區(qū)域材料完好，如果以完好評估材料壽命可能有三五年，如果有蚊蟲尸體可能材料壽命不足半年。

 

　　（PPT圖示）關于刮擦，根據(jù)直覺不是很嚴重，但遺憾得是，很多材料壽命與厚度并沒有成正比。第一個照片保護材料經(jīng)過了很輕微的打磨，做完一小時雨蝕之后，中間兩個區(qū)域發(fā)生了明顯的破壞，未打磨區(qū)域完好無損，雨蝕繼續(xù)，達到三個小時之后，可以清楚地看到，原先沒有經(jīng)過刮擦的區(qū)域，保護臺的狀態(tài)完好，幾乎沒有變化，但原先受刮擦的區(qū)域完全失效了。

 

　　所以簡單的蚊蟲尸體會造成不可挽回的后果，一個輕微的刮擦也能造成無法想象的后果。

 

　　第二方面，Mega海上風電前緣防護新方案。

 

　　我們在風場做了調(diào)研，很害怕，如果材料設計領域一個參數(shù)考慮步驟，整個設計會出現(xiàn)批量的問題，如果施工運行領域，甚至如果有一個小小的盲點沒有考慮到也會產(chǎn)生相應的致命后果。為了應對海上風電前緣保護做了一些工作。首先把最基礎的雨蝕測試標準從160m/s增長到200m/s，與海上大功率葉片保持同比例增加。

 

　　第二，增加了小雨、中雨、暴雨以及特大暴雨的測試。不同材料對不同降雨類型有不同敏感程度。

 

　　第三，盡可能考慮了風場實際存在的客觀因素，比如吊裝刮擦，凍雨、冰雹、飛鳥撞擊、表面臟污等等累計有20多項，這些累計可能存在的因素和前緣保護材料符合在一起做綜合性的評估，當然評估的方式標準有待確認，我們只是按照自己的理解制訂了內(nèi)部的標準。

 

　　最后，完善失效模式的分析以及極限失效模式的分析。該材料畢竟沒有哪一家在風場平穩(wěn)地運行20年，不得不做最壞的打算，如果失效了怎么辦？在什么情況下會失效？失效到什么程度。

 

　　最后，在8月份正式推出新產(chǎn)品，新產(chǎn)品的編號是3650PF。

 

　　這是風場的照片，請大家一起提寶貴意見，我們一起降低全行業(yè)的風險，謝謝大家！

 

　　（內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核，如有不妥請聯(lián)系修改）