不同配比的粘接劑工藝性能對比研究

陶生金　任拓

摘要：隨著大兆瓦葉片制作的日趨效率化和大兆瓦級葉片在風場環境的多元化，對葉片的生產效率、質量要求也越來越高。在葉片制造行業中，對葉片合模粘接的質量及葉片在風場運行前后緣是否容易疲勞開裂，很大程度取決于葉片粘接劑的的工藝、力學性能。本文對大型風機葉片的粘接劑不同配比下的工藝、力學性能進行了探討，通過實驗和產品運用描述了其不同配比的TG值、力學疲勞性能及工藝性能的對比研究。本文對玻璃鋼葉片的粘接劑的應用具有一定的指導意義。

關鍵詞：風機葉片；粘接劑；疲勞強度；TG值；工藝性能

1引言

近年來，風力發電在世界的能源總量中所占的比例逐漸提高，風電已經成為世界上發展最快、最具有發展前景的能源開發方式[1]。風能是一種可再生能源，不存在常規能源帶來的環境污染問題，已經被世界各國普遍關注和優先發展[2]。我國風能豐富，開發潛力巨大，然而在風機葉片運行過程中，合模區域粘接劑的開裂一直是困擾本行業長期發展的一大隱患[3]。風機葉片在合模工序中粘接劑的正確運用和涂抹，以及后續加熱溫度的控制，對風機葉片后續掛機運行有及其深遠的影響[4]。

風機葉片的工作原理是將風的動能轉變為機械能，當風機葉片前后緣粘接區域出現故障，會產生很大危險。不僅使得葉片原有的翼型改變，影響風電機組的載荷和出力面對機組產生非常大的危害，同時使得發電機效率大打折扣，如果開裂區域延伸甚至可能會導致葉片斷裂，嚴重威脅到機組和現場人員的安全[5]。因此，研究葉片粘接劑的正確配比及力學疲勞性能具有重大的意義。

2風機葉片不同配比粘接劑的工藝、性能實驗

2.1不同配比粘接劑的TG值測試

使用不同配比的固化劑與主劑進行調和，按工藝要求加熱75℃ 6小時固化后，進行TG值測試。

從以上工藝測試結果可知，在同等工藝條件下，粘接劑的固化劑含量越低其測試TG值的起點、中點、拐點都相對梯形下降，其玻璃化轉變溫度的偏低，會產生很大隱患。不僅使得葉片原有計算的力學強度不足，會嚴重限制風電機組的擺震，還使得受力面承壓強度大幅降低，對機組產生非常大的隱患，同時使得發電機效率大打折扣，且更容易開裂的粘接區域還會威脅到機組和現場人員的安全。

2.2不同配比粘接劑的拉伸剪切強度測試

力學性能中的拉剪切強度測試，采用是國內采用的最普遍的測試方法：

從以上工藝測試結果可知，在同等測試條件下，粘接劑的固化劑含量越低其力學測試的拉伸剪切強度，無論疲勞前還是疲勞后都是相對梯形下降的。剪切強度的易于疲勞，會導致葉片運行的應力幅（MPa）急劇減小，

風機葉片的可循環次數也大幅降低，低疲勞運行極易引發粘接區域的疲勞磨損、疲勞開裂，低疲勞的葉片粘接結構會嚴重影響對機組運行的穩定性，并威脅到機組和現場人員的安全。

3 結論

3.1粘接劑的不同程度配比對葉片粘接性能存在不同程度的影響。正確配比的粘接劑的具有良好的耐磨性、耐候性和耐疲勞性能，力學結構不易改變，有利于風機葉片的長期穩定運行。

3.2 在正常配比以外，在同等工藝條件下，粘接劑的固化劑含量越低其TG值的起點、中點、拐點都相對梯形下降，其玻璃化轉變溫度偏低。

3.3 在正常配比以外，在同等工藝條件下，粘接劑的固化劑含量越低其力學測試的拉伸剪切強度，無論疲勞前還是疲勞后都是相對梯形下降的。

參考文獻

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作者簡介：

陶生金（1982-），男，江蘇連云港人，本科，工程師。研究方向：主要從事風力發電機組葉片設計研發工作

任拓（1987-），男，江蘇連云港人，本科，助理工程師。研究方向：主要從事風力發電機組葉片設計研發工作