CWPC2020：上緯新材料朱靖——《海上風電大葉片用材料整體解決方案》

2020-08-07 來源：東方風力發電網 瀏覽數：1362

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市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質增效，海陸并舉，迎戰平價 ”。主旨發言中，上緯新材料科技股份有限公司高級工程師朱靖做了題為《海上風電大葉片用材料整體解決方案》的演講。

　　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市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質增效，海陸并舉，迎戰平價 ”。

 

　　主旨發言中，上緯新材料科技股份有限公司高級工程師朱靖做了題為《海上風電大葉片用材料整體解決方案》的演講。以下為發言實錄：

朱靖↑
 

　　各位領導，各位嘉賓大家上午好！我報告的題目《海上風電大葉片用材料整體解決方案》，今天報告分為四個部分，首先是對我們公司做簡單的介紹。

 

　　上緯1992年成立，2000年在上海設廠家一，在2006年，2017年分別在江蘇天津設廠。目前上緯主要事業據點集中在上海、天津、蘇州、馬來西亞。上緯業務板塊是兩個部分，第一部分是環保高性能耐腐蝕材料，主要應用在大型管道、煙囪等設備。另外一個板塊是風電葉片用材料，主要是2511系列等，目前該板塊的國際市場主要在美洲與印度。

 

　　關于灌注樹脂的體系，從圖中可以看到，對不同程度的葉片尚未有合適的樹脂供客戶選擇，2519是一款低黏度的灌注樹脂。最后是LBV適用于大葉型的灌注。

 

　　關于LBV產品的特性，對于目前的葉面主流設計工藝，LBV有很好的適用性。第二是強度建立快。第三個特點是低密度。

 

　　另外是低放熱峰，LBV通過配方優化設計，在固化過程中每一種固化劑錯開放熱，使得產品最終的放熱峰溫度比較低。

 

　　我們把LBV和LBS進行了對比，可以發現LBV力學性能和LBS基本上相當。能夠滿足葉面的設計要求。與國外競品對比，都略有優勢。

 

　　關于疲勞性能，LBV拉—拉疲勞斜率是11.1%，拉壓疲勞是13.5，都滿足要求。

 

　　因為上緯公司有自己的大量模具，所以產品開發完成之后客戶使用之前在實驗室根據客戶現場的實際使用工藝，在實驗室做一些灌注模擬，左邊的圖是在使用時用LBV做了一米場的主梁灌注，灌注效果非常良好。中間和右邊的圖分別是該樣件拆膜之后上表面和下表面的照片。

 

　　關于灌注樹脂在實際應用案例。三張圖是LBV的應用，可以看到，主梁、腹板和殼體在拆膜之后灌注良好。

 

　　下面是2519的應用，這是在西門子一體灌注工藝上的應用，當時在西門子丹麥工廠做得，目前這些葉面已經在臺灣外海并網發電，上緯2019年正式成為了西門子的合作共贏上。

 

　　總結灌注樹脂，對不同長度的葉面上緯有合適的樹脂供客戶選擇。主要用于預制件的灌注，生產提速。灌注操作時間窗口廣。

 

　　關于膠粘劑2535，這是雙組份環氧膠粘劑，具有觸變性，輕量化。2535固化密度在1.18左右。減重的同時減少膠粘劑的使用量，降低成本。

 

　　（PPT圖示）對于葉面使用的膠粘劑，對堆高和流掛有要求。這里表面了堆高5厘米的情況下沒有塌陷的情況。這中間在常溫的環境下進行垂直的豎立，右圖將樣件放在50度的高溫下進行試驗，膠粘劑固化沒有流淌的現象發生。

 

　　關于2535的力學性能。2535是增韌系統的配方，在增韌系統配方中，受力區域會出現發白的現象，這是系統分散異力的表現。從圖中有直觀的感受，沒有增韌體系中，膠體出現裂紋會一馬平川。如果有增韌系統，會吸收到裂紋的力量，增韌粒子可以改變裂紋的路徑。

 

　　（PPT圖示）2535拉伸斷裂延伸率大于7%，拉伸和剪切斷裂延伸率上升約250%，在沖擊強度上升150%。

 

　　（PPT圖示）關于力學性能的膠粘劑，通過右邊的圖可以看到，2535在低溫、常溫和高溫測試條件下，拉擠強度保持不變，也就是說在零下40度到150度的環境中有比較強的粘貼強度。

 

　　海上大葉片在海洋的運行環境下是有一個高濕度高延誤以及強烈紫外線的挑戰，為了驗證2535的耐厚性能我們做了一系列的測試，比如老化測試，通過圖中可以看到，無論在泡水泡油還是加速老化的條件下，2535都有比較穩定的粘貼強度。

 

　　關于Tg，2535具有快速建立Tg的性質。2到4個小時之內滿足脫模的Tg的要求。圖中可以看到，2535在100米正負2范圍內Tg大于80的速度。同時，做了100比40和100比50兩個比較極端的情況下2535的力學性能，2535能滿足葉片的設計要求。

 

　　關于可操作時間。我們模擬了頁邊后緣靠近葉片最大涂膠的地方進行了測試，測試可操作時間，在35度膜溫條件下，可操作時間是2小時到2.5小時之間，同時放熱峰溫度比傳統的膠粘劑有所降低。

 

　　同樣用剛才的方法做了相同的樣塊，按照葉片廠做了固化過程，可以看到，2535放熱峰比較比傳統的膠粘劑有明顯的提升，而且放熱峰溫度有明顯的下降。

 

　　（PPT圖示）把2535在2到3分鐘由室內升溫到100攝氏度，包括4小時，固化后切塊，切塊后的界面沒有不良現象，所以2535有比較好的耐高溫的性能。

 

　　疲勞性能，2535疲勞測試斜率是10%左右，2535具有更長的耐疲勞循環次數。

 

　　對2535的總結。特點是輕量化，比傳統的膠粘劑固化物的密度下降10%左右。第二是高韌性，沖擊性能有150%的提升。第三具有優越的操作性能，無論在高溫還是強溫的條件下有比較好的流化系統。第四，粘接強度穩定。

 

　　最后高性能樹脂。主要有碳纖樹脂、拉擠樹脂等。這是高性能樹脂應用預浸布，用上緯的高性能樹脂用的實驗。用上緯的高性能樹脂做了拉擠板材。目前采用上緯高性能樹脂做的拉擠板材和預浸布得到了應用。

 

　　（PPT圖示）這是用上緯高性能樹脂做的預浸布和拉擠板在現場使用的照片。

 

　　最后總結。上緯可以提供不同固化樹脂的灌注樹脂，客戶可以根據葉型和工藝選擇適合自己產品的樹脂。第二是提供高韌膠粘劑。第三是高性能預浸料樹脂，助力葉片減重的同時大幅度提升性能，推動海上風電的發展。

 

　　我的報告完畢，謝謝大家！

 

　　（內容來自現場速記，未經本人審核，如有不妥請聯系修改）

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