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環(huán)氧樹脂體系在風(fēng)力機(jī)中的應(yīng)用、回收與更新

2013-12-19 來源:建材情報所 瀏覽數(shù):2786

  瑞士GURIT公司和Composites One公司共同研制成一種修復(fù)材料—修復(fù)正運行的風(fēng)力機(jī)葉片的一般性破損,其性能優(yōu)異已獲得德國勞埃德(GL)、Det Norske Veritas(DNV)、OEM的審批。預(yù)計很快會在美國風(fēng)電葉片業(yè)推廣應(yīng)用。[21]
  3.2 修復(fù)召回有瑕疵葉片的實例
  印度Suzlon Energy Ltd公司是印度最大的風(fēng)力機(jī)制造公司。它在美國生產(chǎn)的一些S88牌功率為2.1MW、三葉式風(fēng)力機(jī)葉片,被發(fā)現(xiàn)存在裂紋、瑕疵的嚴(yán)重事故,于是決定“召回”——必須立即解決葉片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題。估計此召回需耗資2 500萬美元,修復(fù)時間超過6個月。共計召回1 251片(417套[注]):其中930片(310套)已經(jīng)安裝在風(fēng)力機(jī)上;其余(321片[107套])則正在運輸中或倉庫里([注]:三葉式風(fēng)力機(jī)是三片(一套)葉片  安裝一臺風(fēng)力機(jī))。[22]

  4 葉片模具用環(huán)氧樹脂體系
  4.1葉片模具用環(huán)氧粘結(jié)劑、預(yù)浸料
  環(huán)氧樹脂滿足高溫模具和灌注成型工藝要求,最適合用于加工葉片的模具,例如:①美國Dow Epoxy System公司生產(chǎn)的AIRSTONE system環(huán)氧樹脂、粘結(jié)劑等[1];②有的葉片模具的上、下模是灌注成型玻纖(或碳纖維)織物/環(huán)氧樹脂——瑞士Solent復(fù)合材料公司(SCS)(現(xiàn)稱:Gurit公司)。環(huán)氧樹脂還可用作葉片模具的表面膠衣——Sika公司。[15]
  Amber復(fù)合材料公司于2008年9月選用經(jīng)特殊設(shè)計納米改性低溫固化環(huán)氧樹脂體系,推出HX90N牌模具[注]用預(yù)浸料([注]:鋁、環(huán)氧樹脂等不同材料的模具),可提高模具表面的平整度、光潔度和無點蝕,從而縮短模具達(dá)到A級表面精度的時間,延長模具的有效使用期。它具有極好的流掛(下垂)性,使用方便,易于成型復(fù)雜形狀制品。[23]
  4.2 葉片模具用環(huán)氧膠粘劑
  BC5009新型低粘度環(huán)氧膠粘劑/積層樹脂(BBC公司),用于模具、零件的粘結(jié)。材料里含著色劑[注],無填料,高性能、易操作,適用期30min([注]:起著膠粘劑厚度[顏色]指示作用)。[24]
  5 風(fēng)力機(jī)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料機(jī)艙罩、整流罩
  利用環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的優(yōu)異性能,研制成1.5MW大型風(fēng)力機(jī)的機(jī)艙罩、整流罩,并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)。[25]風(fēng)力機(jī)3D夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料機(jī)艙罩,采用三維(3D)夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、Ω型(或T型)加強(qiáng)筋,該罩的重量比實心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料機(jī)艙罩輕40%~50%,強(qiáng)度很富裕,軸向壓力穩(wěn)定性很好,有效使用期30a。[26]
  6  FRP葉片的材料回收與更新近況[6]
  6.1 概 述
  熱固性樹脂(如:環(huán)氧樹脂等)固有的重要本性是:固化后成為不溶不熔、網(wǎng)狀、體形結(jié)構(gòu),堅硬且受熱不再變軟,不可回收,成為一個嚴(yán)重污染源——當(dāng)今世界亟待攻克的環(huán)保課題之一。纖維增強(qiáng)熱固性樹脂(FRP俗稱玻璃鋼)里含有大量(約30%)熱固性樹脂,因而具有上述污染性能。從環(huán)保、長遠(yuǎn)觀點看,熱固性樹脂、FRP的發(fā)展前景黯淡,純屬“夕陽材料”;惟有熱塑性樹脂、FRTP才是發(fā)展方向!
  當(dāng)今風(fēng)電業(yè)突飛猛進(jìn),眼下世界風(fēng)電量是1980年的10倍;同時,風(fēng)電葉輪直徑超過60m,增長了8倍。風(fēng)力機(jī)葉片的材料消耗量很大,例如:按風(fēng)力機(jī)裝機(jī)容量計算,每KW的葉片材料重量為10kg;按風(fēng)力機(jī)輸出功率計算,每MW的葉片材料重量為10t(原文的數(shù)據(jù):每7.5MW的葉片材料重量為75t)。Albers預(yù)計:2034年世界回收葉片材料約22.5萬t/a。另一專家預(yù)測:2040年世界回收纖維增強(qiáng)復(fù)合材料約38萬t/a。[6]

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