風電葉片腹板PS側粘接工藝可行性研究

張洪銘，劉靖宇，吳彥波，賈宇婷，劉鮮紅，謝理國

(東方電氣(天津)風電葉片工程有限公司 天津300480)

0 引 言

隨著全球氣候的變化，新能源的發展越來越受到人們的關注。其中風能作為可再生綠色能源，憑借其巨大的商業潛力和環保效益，在新能源行業中迅速發展[1-2]。葉片作為風電機組的核心部件，它主要采用以主梁系統作為支撐結構，在殼體前后緣及主梁腹板位置進行粘接的成型方式。目前殼體成型過程中腹板主要以先在 SS殼體上進行粘接，待腹板在 SS側粘接固化后再進行合模粘接。這種方式主要存在以下兩點問題：①PS殼體為上模，合模后 PS殼體與腹板擠壓的粘接劑會掉落、流掛在殼體內部，由于人員無法進入的區域殘膠無法清除，葉片后期在風場運行中殘膠容易脫落可能會對葉片內部結構甚至對機組造成損傷；②合模后，由于腹板高度較高，腹板PS側外側角手糊工藝存在操作難度大的問題。

為優化工藝操作步驟、提升腹板粘接效率、解決殘膠流掛等問題，結合目前同行生產經驗，在 35m葉型上展開了將腹板在殼體PS側粘接工藝可行性試驗研究。

1 試驗過程

圖 1為試驗的具體流程圖。按照工藝要求制作35m葉型的SS側、PS側殼體和腹板，并將該腹板按PS側朝向下方進行組裝；隨后在生產環境滿足粘接要求時，將腹板直接在殼體 PS側進行粘接；直至腹板 PS側粘接區域固化后，將殼體 PS側進行翻轉合模。產品固化后，采用超聲波無損探傷方法[3]對腹板PS側的粘接區域進行檢測，檢查腹板粘接部位是否存在缺膠現象。

圖1 試驗流程圖Fig.1 Experimental flow chart

2 粘接效果驗證

葉片脫膜后，對腹板 SS側和 PS側的腹板粘接區域進行了無損探傷檢測，3支葉片中僅 1號葉片PS側后緣的局部位置存在 0.5m長的輕微開口式缺膠，標準要求粘接寬度為 80mm，此處最小粘接寬度為 60mm，其余各位置均滿足粘接要求。由此可知腹板在PS面粘接未給產品帶來額外缺陷，且該工藝PS側腹板擠壓出的殘膠可以順利清除，符合試驗預期。在試驗過程中也反映出由于PS側殼體模具的特點對腹板擠壓工裝的要求更高，要求在腹板擠壓工裝安裝過程中嚴格保證安裝精度。

3 腹板PS側粘接工藝分析

3.1 技術優勢

腹板在殼體PS側粘接工藝對葉片生產具有以下優勢：

①在殼體成型過程中，PS殼體鋪層和灌注時間比 SS殼體用時少，在 PS殼體上粘接腹板能有效利用時間差，縮短成型周期，提高產出效率。

②將腹板粘接在殼體PS側可以順利將擠壓出來的殘膠清除，而合模后 SS側擠壓出的殘膠并不會流掛，降低了葉片運行過程中脫落的風險。

③若將腹板在殼體 PS側粘接，則 PS側整體外側粘接角和SS側人員可進入區域的外側粘接角均可采用手糊方式進行處理，此法不僅可以降低粘接劑用量，而且操作也很便捷。

3.2 防護要求

腹板在殼體PS側粘接工藝也有需要格外注意的事項：

①在吊裝操作過程中應注意PS側朝下導致整體起吊高度比 SS側起吊升高，在吊裝過程中應注意腹板的防護。

②合模后，操作人員進入殼體對 SS側擠壓出的粘接劑進行清理時，由于殼體坡度較大導致行動受限，建議若采取腹板 PS側粘接工藝，則合模后在 SS側增加人員的輔助操作工具。

4 結論及展望

綜上所述，腹板在葉片殼體 PS側粘接工藝的效果良好，未出現嚴重性缺膠現象，而且可以減少殘膠的脫落、提高成型效率、對外側粘接角的處理更便捷，故風電葉片腹板在殼體 PS面粘接工藝具有一定的可行性。上述技術優勢說明將腹板在殼體 PS側粘接的工藝對生產有積極的推廣價值，也是風電葉片行業降本提速可采取的一大措施。