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风电叶片涂料的选择及质量控制

风电叶片涂料的选择及质量控制

The selection and quality control of Wind turbine blade coating

刘超 王栋

中航惠腾风电设备股份有限公司 保定 071051

摘 要:结合风电行业的状况,阐述了风电叶片涂料选择面临的挑战,介绍了叶片厂选择涂料的大致流程,提出了涂料质量控制的要点。

关 键 词:叶片,涂料,标准,质量控制

0. 引言

从技术角度来看,目前风力发电已成为世界上公认的、除了水电之外,最具有大规模商业开发价值的可再生能源利用技术 [1] 。然而风电行业从2006年起至今连续五年的高速增长突然放缓,恶性价格竞争、产业过剩阴影、技术门槛提高、补贴政策退出,这一切给我们的讯息是风电行业的调整期到来了。重建设、重规模得发展模式将被改变,重质量、重管理的时代已经来临。叶片作为风力发电设备的关键部件必然成为改革的重点。本文仅就叶片的主材之一的涂料分析,从其中反映了叶片材料国产化面临的机遇与挑战。

1. 叶片涂料的选择

1.1 选择标准

1.1.1 标准缺失现状

目前风电叶片用涂料还没有完善的标准。即使是GL标准也只是一个行业准入标准。也就是说叶片厂家还要根据风场各异的风况来选择不同的涂料体系以满足与甲方签订的技术协议。一般来说叶片要具有20年的寿命,目前没有人可以说涂料测试通过哪些标准就可以等效于20年的寿命。国外已经有在风场超过20年寿命的叶片。国内中航惠腾风电设备股份有限公司最早的叶片在承德挂机目前已经受了10年的考验。由北京鉴衡认证中心牵头,集合业内专家已经起草了《风力发电机组风轮叶片涂料技术要求和试验方法》。由于,各地风场自然环境多有不同,北方地区多寒旱和风沙,南方地区湿热严重,江苏一带沿海滩涂盐雾较大,西北部地区阳光照射强烈,还有一些冷冻雨地区容易使叶片结冰,影响风电机组的运行和发电,不同的风况使叶片有不同的受力状况,对叶片涂料的力学性能要求也就不完全相同。不同的环境必然有不同的性能要求,而且各种性能之间是相互影响的,如果某一项性能选择不慎,将加速其他性能的衰减,有可能使涂料寿命及叶片寿命大大缩短。因此,如何针对具体的环境确定合适的涂料性能指标及其试验标准是一件科学严谨的事情,也是十分困难的事情,这对设计工作者提出了很大的挑战。

1.1.2 企业内部标准选择

在没有标准的情况下,叶片厂家如何选择涂料就成了挑战。当然,我们可以使用国外相对比较成熟的产品,如美凯威奇,博格林。然而,在当前风电市场供大于求,风机价格一路走低的情况下。质优价廉的产品更受客户欢迎。整机价格2008年为6500元/千瓦,2009年降至5400元/千瓦,2010年跌至4000元/千瓦以下。所以叶片厂面临质量和成本的双重考验。降低成本后的叶片能否经得起恶劣环境的考验。这是我们要考虑的最重要的课题。 从原理讲,叶片使用涂料有两个作用,一是美观、二是保护。风电叶片所用的树脂一般有环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基树脂等。国内应用最多的目前是环氧树脂。涂料的主要作用是保护叶片玻璃钢不受外界严酷自然环境的侵害,JB/T 10194-2000认定的环境条件包括温度、湿度、盐雾、雷电、沙尘及辐射6项。也就是要求叶片涂料具有耐风沙侵蚀、耐紫外老

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