風機葉片涂料的類型、評價標準及評價方法

【摘要】為保證風機葉片能夠在惡劣的環境下正常工作，葉片涂層材料的耐磨、耐候、耐鹽堿、耐溶劑等性能的優劣評價非常重要，這不但關乎風機正常運轉和較高的發電效率，而且關系到對其工作環境的綠色環保問題。本文就風機葉片涂料的主要類型和特點以及涂層材料的評價標準和評價方法做出了簡要的說明，以希望能夠對未來風機葉片涂層材料的提升有所幫助。

【關鍵詞】風機葉片涂料類型評價標準評價方法

隨著一次能源的日益枯竭，可再生能源的發展勢在必行，其中風能是可再生能源中發展最快的清潔能源，風能有著資源豐富，發電技術成熟，建造周期短，發電效率高等多重優點，但也不免存在一些瑕疵，其中影響風機壽命最嚴重的因素就是風機葉片的腐蝕和磨損等，對于這方面國內外已化學合成多種耐磨，耐腐蝕，耐高溫的高分子化合物，那么判斷究竟那種涂層材料性能更好就需要制定一套完善科學的風機葉片涂料性能評價標準和評價體系。這樣使用者便可根據風機葉片的具體使用環境對照標準體系找出最適宜的風機葉片涂層材料，以延長風機葉片壽命，達到可再生能源發電的同時又節能環保。

一、常見風機葉片涂料類型

風機葉片涂料種類很多，目前國內國外使用最多的防護層涂料是聚氨酯。隨著風力發電機機組容量越來越大，對風機葉片涂料的綜合性能有了更高要求，近年來相繼出現了氟聚合物涂層材料、聚丙烯酸酯等相關材料。

聚氨酯材料因其有良好的耐油耐磨性、耐腐蝕性和較強的附著力，已被廣泛應用于風力發電機組葉片上。在國內，對于聚氨酯，西北永新化工股份有限公司、中海油常州涂料化工研究院等風機葉片涂料廠先后研制出了有機氟硅彈性聚氨酯脲樹脂、耐候性耐磨性強的聚氨酯固化劑、水性聚氨酯。在國外，德國的Evonik Degussa公司集合多種原料采用多種工藝合成了附著性很高的聚氨酯涂料。

氟聚合物材料是一中疏水涂料。由于風機葉片在溫度低于零攝氏度的環境下運行時，面臨葉片表面結冰粘附問題，為了保證風機能夠在這樣惡劣的環境下正常工作并且具有穩定的輸出功率，Dalili針對性的研制了的具有疏水性能的氟聚合物涂料。由于氟聚合物內部特殊的結構，使其不僅具有優良的穩定性、耐候性、耐高溫性、耐輻射性，而且還具有表面能低、疏水特性。

二、風機葉片涂料主要評價標準

為保證風機葉片長期穩定的運行，需要在風機葉片上涂一層耐磨、耐腐蝕、耐高溫的保護層，然而涂層材料性能的好壞如何評價取決于風機葉片的使用環境。

首先，風機葉片涂料需要能夠適應高溫環境，以保證不因暴曬而變質，這就需要風機葉片涂料具有很強的耐高溫性；其次，在風沙雨雪較大的天氣下，葉片在高速轉動中會受到劇烈沖刷，這就對風機葉片的耐磨性要求很高；再次，陰雨天雨水長期滯留在風機葉片表面上會引起慢性腐蝕，這就需要風機葉片涂料具有很強的耐腐蝕性。具體的評價指標例如：涂料附著力大于5MPa，轉500轉的質量損失少于20mg/500g等。當然，葉片涂料不僅可以提高風機葉片的耐高溫性、耐磨性和耐腐蝕性，還可以防止風機葉片因磨損、腐蝕而使葉片表面粗糙，致使大量泥沙停留在其表面，降低風力發電機組的發電量。

三、主要性能評價

1、耐溶劑性評價。由于分機葉片常年暴漏在室外，并且運輸、安裝、運行和維護中會與雨水、空氣、機械燃油、液壓油等接觸，這就要求風機葉片要具有良好的耐溶劑性，具體方法即將多種葉片涂層材料加工過的金屬片放入燃油、液壓油、水中浸泡一定長時間對比觀察幾種材料加工過的金屬片的變色差別。

2、耐候、耐溫疲勞性評價。目前，我國主要風電廠建造在東北西北內陸地區，白天日照時間長，晝夜溫差大，四季氣候現象明顯，而風機葉片要能在溫差變化大、溫差變化頻繁、季節交替現象明顯的環境下正常工作，故需要其葉片涂料有良好的耐候性和耐溫差疲勞性。具體做法大多是使風機葉片模型在冷熱交替的環境下變化多次，而葉片涂層材料不脫落，并且經過冷熱循環交替后，葉片涂層變色輕微、不失光澤為好。近些年，風力發電向沿海有擴展，故葉片涂料的耐鹽堿性也逐漸成為不可忽略的考慮因素。

3、耐磨性評價。由于我國風場的風力資源含泥沙大，尤其是在西北地區，氣候干燥，這會對風機葉片造成磨損。具體方法有旋轉橡膠砂輪法和落沙法等，可根據試驗后葉片涂層損失的涂層材料量或者涂層厚度來衡量其耐磨性。

參考文獻

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