涂料與油墨
中國(guó)風(fēng)電葉片保護(hù)涂料的現(xiàn)狀分析
2010-9-6 來(lái)源:涂料與涂裝資訊網(wǎng)
關(guān)鍵詞：風(fēng)電葉片保護(hù)涂料 環(huán)氧玻璃鋼 不飽和聚酯玻璃鋼
2010-9-6 來(lái)源:涂料與涂裝資訊網(wǎng)
關(guān)鍵詞：風(fēng)電葉片保護(hù)涂料 環(huán)氧玻璃鋼 不飽和聚酯玻璃鋼
目前葉片大多采用環(huán)氧玻璃鋼或不飽和聚酯玻璃鋼作為主要成膜材料，這些有機(jī)玻璃鋼都具有極佳的機(jī)械性能。各廠家積累的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在沒(méi)有外界因素破壞的情況下葉片使用壽命完全可以達(dá)到20年。因此，如何最大程度的減少外界侵蝕將是決定葉片實(shí)際使用壽命的關(guān)鍵因素。
葉片正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中通常可能受到以下幾種外界侵蝕：第一種是來(lái)自紫外光對(duì)樹(shù)脂的侵害；第二種是風(fēng)砂、浮塵以及雨霧等對(duì)基材的侵蝕。就第一種而言，是屬于化學(xué)性的侵蝕；第二種侵蝕是屬于機(jī)械性的，對(duì)于涂料行業(yè)來(lái)說(shuō)防護(hù)難度較第一種要大的多。葉片正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中葉尖的線速度可達(dá)80米/秒，這個(gè)速度相當(dāng)于F1賽車(chē)的最高時(shí)速。風(fēng)中含有的砂�；蛩螘�(huì)對(duì)葉片表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊。如果葉片涂料耐砂蝕或雨蝕性能不佳，防護(hù)涂層將在幾年內(nèi)發(fā)生明顯損耗，根本堅(jiān)持不了20年。某國(guó)外著名主機(jī)廠2006年安裝在內(nèi)蒙風(fēng)場(chǎng)的葉片大部分已出現(xiàn)涂層磨損嚴(yán)重（見(jiàn)附圖）而必須修補(bǔ)的情況。之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)椴捎玫耐苛戏雷o(hù)沒(méi)有考慮風(fēng)砂的侵蝕。眾所周知，現(xiàn)代化大型風(fēng)力葉片主要起源于中北歐波羅的海和北海附近的低地國(guó)家，那里深受北大西洋暖流影響，以溫暖潮濕的溫帶海洋性季風(fēng)氣候?yàn)橹鳎滹L(fēng)源特點(diǎn)是含水量高，含砂量和浮塵量都極低。它們的葉片涂料自然而然的將耐雨蝕作為葉片涂料的主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，主要代表就是Simens的耐雨蝕檢測(cè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)原理如下：將涂料施工在螺旋槳上，然后高速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)人工垂直降雨，檢驗(yàn)涂層的被擊穿時(shí)間。據(jù)了解，中國(guó)化工學(xué)會(huì)將于10月25-28日在寧波組織召開(kāi)2010年防腐涂料行業(yè)年會(huì)，會(huì)上全國(guó)涂料和顏料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)將聯(lián)合國(guó)內(nèi)外風(fēng)電葉片涂料生產(chǎn)商共同啟動(dòng)風(fēng)電葉片涂料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。
耐砂蝕和耐雨蝕在機(jī)理上有共同之處，但也有所區(qū)別。其共同點(diǎn)在于涂層都必須經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的高速粒子撞擊，涂層必須具有一定的彈性。不同點(diǎn)在于砂子表面粗糙，硬度高，更容易劃傷涂層，因此耐砂蝕的涂層不但需要彈性，還要具有高機(jī)械強(qiáng)度。彈性和機(jī)械強(qiáng)度可分別用拉伸率和抗拉強(qiáng)度來(lái)量化。只要涂層能隨時(shí)保證這兩個(gè)特性，再具備足夠的厚度，就可以有效抵御風(fēng)砂雨霧在葉片運(yùn)行過(guò)程中的侵害。不過(guò)涂層的彈性通常會(huì)隨溫度變化而變化劇烈，很多常溫下彈性很好的涂料在低溫時(shí)就會(huì)變成剛性，從而極大降低了耐沖擊性能。就中國(guó)西北部風(fēng)場(chǎng)而言，風(fēng)砂最強(qiáng)烈的季節(jié)恰恰在冬季，這也是內(nèi)蒙某風(fēng)場(chǎng)葉片涂層損耗嚴(yán)重的原因之一。
必須指出的是，耐砂蝕或雨蝕性能和耐磨性能是完全兩個(gè)不相關(guān)的概念。前者主要考驗(yàn)垂直方向，兼顧水平方向的損耗，而后者則只考慮水平方向。事實(shí)上涂層破壞主要是由垂直方向的沖擊引起。很多剛性涂料具備很完美的耐磨數(shù)據(jù)，但其耐風(fēng)砂性能卻極差。
目前國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有權(quán)威的葉片涂料涂膜耐風(fēng)砂標(biāo)準(zhǔn)，但鑒于目前風(fēng)砂危害嚴(yán)重的現(xiàn)狀，GL、中國(guó)科學(xué)技術(shù)部以及一些主機(jī)廠已著手進(jìn)行一些探索性工作，這些工作有的已經(jīng)應(yīng)用于涂料材料的選擇中：如2009年的國(guó)家項(xiàng)目中就提出來(lái)了要滿足GB2423.37砂塵試驗(yàn)方法；Simens的耐雨蝕檢測(cè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；某國(guó)內(nèi)著名整機(jī)廠在去年就開(kāi)始使用噴砂實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行測(cè)試，作為材料選擇時(shí)的參考；某國(guó)外涂料公司在國(guó)內(nèi)進(jìn)行測(cè)試時(shí)參考了GB2423.37和某整機(jī)廠的方法，結(jié)合葉片運(yùn)行的情況制定了相對(duì)明確的實(shí)驗(yàn)方法：在耐浮塵實(shí)驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的加速實(shí)驗(yàn)，加速的條件是根據(jù)風(fēng)電葉片在實(shí)際使用環(huán)境下的剪切速度，提高了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的浮塵與被測(cè)物體的撞擊速度及浮塵的顆粒，規(guī)定了砂塵的粒徑及其它測(cè)試條件，也給出了較為清晰的評(píng)價(jià)方法。
通過(guò)對(duì)國(guó)外涂料行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程及所制定的方法，我們不難看出：他們的方法的得出是用戶在充分考慮了各種運(yùn)行環(huán)境的情況下，由用戶和涂料企業(yè)共同研究探討，所以他們的方法給人的感覺(jué)更能體現(xiàn)出應(yīng)用的需求。如果我們中國(guó)的主流主機(jī)廠商能夠以前瞻性的眼光去學(xué)習(xí)人家的管理方法，我們的風(fēng)電行業(yè)可能要少走很多的彎路。
葉片正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中通常可能受到以下幾種外界侵蝕：第一種是來(lái)自紫外光對(duì)樹(shù)脂的侵害；第二種是風(fēng)砂、浮塵以及雨霧等對(duì)基材的侵蝕。就第一種而言，是屬于化學(xué)性的侵蝕；第二種侵蝕是屬于機(jī)械性的，對(duì)于涂料行業(yè)來(lái)說(shuō)防護(hù)難度較第一種要大的多。葉片正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中葉尖的線速度可達(dá)80米/秒，這個(gè)速度相當(dāng)于F1賽車(chē)的最高時(shí)速。風(fēng)中含有的砂�；蛩螘�(huì)對(duì)葉片表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊。如果葉片涂料耐砂蝕或雨蝕性能不佳，防護(hù)涂層將在幾年內(nèi)發(fā)生明顯損耗，根本堅(jiān)持不了20年。某國(guó)外著名主機(jī)廠2006年安裝在內(nèi)蒙風(fēng)場(chǎng)的葉片大部分已出現(xiàn)涂層磨損嚴(yán)重（見(jiàn)附圖）而必須修補(bǔ)的情況。之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)椴捎玫耐苛戏雷o(hù)沒(méi)有考慮風(fēng)砂的侵蝕。眾所周知，現(xiàn)代化大型風(fēng)力葉片主要起源于中北歐波羅的海和北海附近的低地國(guó)家，那里深受北大西洋暖流影響，以溫暖潮濕的溫帶海洋性季風(fēng)氣候?yàn)橹鳎滹L(fēng)源特點(diǎn)是含水量高，含砂量和浮塵量都極低。它們的葉片涂料自然而然的將耐雨蝕作為葉片涂料的主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，主要代表就是Simens的耐雨蝕檢測(cè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)原理如下：將涂料施工在螺旋槳上，然后高速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)人工垂直降雨，檢驗(yàn)涂層的被擊穿時(shí)間。據(jù)了解，中國(guó)化工學(xué)會(huì)將于10月25-28日在寧波組織召開(kāi)2010年防腐涂料行業(yè)年會(huì)，會(huì)上全國(guó)涂料和顏料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)將聯(lián)合國(guó)內(nèi)外風(fēng)電葉片涂料生產(chǎn)商共同啟動(dòng)風(fēng)電葉片涂料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。
耐砂蝕和耐雨蝕在機(jī)理上有共同之處，但也有所區(qū)別。其共同點(diǎn)在于涂層都必須經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的高速粒子撞擊，涂層必須具有一定的彈性。不同點(diǎn)在于砂子表面粗糙，硬度高，更容易劃傷涂層，因此耐砂蝕的涂層不但需要彈性，還要具有高機(jī)械強(qiáng)度。彈性和機(jī)械強(qiáng)度可分別用拉伸率和抗拉強(qiáng)度來(lái)量化。只要涂層能隨時(shí)保證這兩個(gè)特性，再具備足夠的厚度，就可以有效抵御風(fēng)砂雨霧在葉片運(yùn)行過(guò)程中的侵害。不過(guò)涂層的彈性通常會(huì)隨溫度變化而變化劇烈，很多常溫下彈性很好的涂料在低溫時(shí)就會(huì)變成剛性，從而極大降低了耐沖擊性能。就中國(guó)西北部風(fēng)場(chǎng)而言，風(fēng)砂最強(qiáng)烈的季節(jié)恰恰在冬季，這也是內(nèi)蒙某風(fēng)場(chǎng)葉片涂層損耗嚴(yán)重的原因之一。
必須指出的是，耐砂蝕或雨蝕性能和耐磨性能是完全兩個(gè)不相關(guān)的概念。前者主要考驗(yàn)垂直方向，兼顧水平方向的損耗，而后者則只考慮水平方向。事實(shí)上涂層破壞主要是由垂直方向的沖擊引起。很多剛性涂料具備很完美的耐磨數(shù)據(jù)，但其耐風(fēng)砂性能卻極差。
目前國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有權(quán)威的葉片涂料涂膜耐風(fēng)砂標(biāo)準(zhǔn)，但鑒于目前風(fēng)砂危害嚴(yán)重的現(xiàn)狀，GL、中國(guó)科學(xué)技術(shù)部以及一些主機(jī)廠已著手進(jìn)行一些探索性工作，這些工作有的已經(jīng)應(yīng)用于涂料材料的選擇中：如2009年的國(guó)家項(xiàng)目中就提出來(lái)了要滿足GB2423.37砂塵試驗(yàn)方法；Simens的耐雨蝕檢測(cè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；某國(guó)內(nèi)著名整機(jī)廠在去年就開(kāi)始使用噴砂實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行測(cè)試，作為材料選擇時(shí)的參考；某國(guó)外涂料公司在國(guó)內(nèi)進(jìn)行測(cè)試時(shí)參考了GB2423.37和某整機(jī)廠的方法，結(jié)合葉片運(yùn)行的情況制定了相對(duì)明確的實(shí)驗(yàn)方法：在耐浮塵實(shí)驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的加速實(shí)驗(yàn)，加速的條件是根據(jù)風(fēng)電葉片在實(shí)際使用環(huán)境下的剪切速度，提高了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的浮塵與被測(cè)物體的撞擊速度及浮塵的顆粒，規(guī)定了砂塵的粒徑及其它測(cè)試條件，也給出了較為清晰的評(píng)價(jià)方法。
通過(guò)對(duì)國(guó)外涂料行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程及所制定的方法，我們不難看出：他們的方法的得出是用戶在充分考慮了各種運(yùn)行環(huán)境的情況下，由用戶和涂料企業(yè)共同研究探討，所以他們的方法給人的感覺(jué)更能體現(xiàn)出應(yīng)用的需求。如果我們中國(guó)的主流主機(jī)廠商能夠以前瞻性的眼光去學(xué)習(xí)人家的管理方法，我們的風(fēng)電行業(yè)可能要少走很多的彎路。
注：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載內(nèi)容均注明出處，轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性。
（藍(lán)劍）