2019年8月21日上午,由東方風力發電網主辦的2019中國風電葉片運維技術專題研討會(CWPM2019)在無錫市錦江大酒店隆重開幕。會議期間,亨斯邁先進材料事業部亞太區技術服務經理鄒灼亮發表了題為《高性能快固結構膠對風電葉片升級改造維修的工時效率提升》的精彩演講。
以下為演講實錄:
今天的主題主要是針對運維,工業葉片,在工廠里面的結構膠,當然我們主要講的是運維、維護、保養還有裝配的部分。
我們針對VG、鋸齒尾緣的裝配,裝配到工廠運營一段時間需要維護,同樣也會遇到在現場去做這方面的維護。
雖然我們的考慮點主要是在葉片的主結構,我們用的是一共結構膠,因為我們針對的是很嚴苛的環境,如果從結構膠的想法去走的話,我們知道結構膠包括了環氧、聚氨酯、甲基丙烯酸,環氧大家都很熟,但是今天我要講的是MMA,所以針對這個部分我會有一些補充,為了今天要講MMA,不強調其他的膠。同時可以看到一些材料的定位,第一個就是環氧,中間就是甲基丙烯酸脂結構膠,從化學的角度它本身是有特點,比如說聚氨酯的柔軟度比其它的好一些,但是如果考慮到強度的要求,它抗老化、耐腐蝕這些是環氧(比較好),但是為什么講MMA?今天的新的MMA已經非常接近環氧,而且這些固化速度要比環氧快很多,所以它的優點就是它快,也就是今天我為什么強調去講MMA的原因,因為維護這一塊快是非常重要的取決點。我們在現場施工的時候,在零下二十度,可能它變得沒有那么快,這也是今天的一個重點,為什么今天強調MMA在這個范疇中的使用。在VG、葉片開葉、鋸齒尾緣,你會發現MMA占了很大的一部分,肯定是有原因的,那今天就要補充這一塊。
本身高分子有一些自己的特點,橫軸是斷裂的延伸率,縱軸是剪切的強度。在我的左手邊那個是模量,紅色的是環氧,藍色的是聚氨酯,你會發現環氧強度很高,模量也很高,聚氨酯剛好相反,它強度不高,但是它的延伸率很好,大概達到200pa,再大的都有,但是再大不是結構膠了。中間深藍色是我要說的甲基丙烯酸脂,它剛好把環氧和聚氨酯兩者的空白處串接在一起,強度它有,延伸率也有,這些都使得MMA這種材質在今天的很主要很前瞻性的一個需求。
很多時候都是因為這些原因造成一些困擾。比如在北方或者是南方的工廠由于氣候原因,我是南方的,我知道那種潮濕的天氣會影響到某一些材質的固化,尤其是環氧;北方雖然是比較干,但是問題是又很寒冷,它在冬天的時候在零下的時候,即使大量固化了,我們也要考慮固化的穩定性。高空氣候變化無常,膠水粘接固化的不穩定,還有海上風電有的時候還受海潮的影響還是比較嚴苛,影響到我們在實際施工,會造成成本的上升。
說到成本一個是停機的成本,另外人工,如果看外國的維護公司雇傭的還不是一般的人,所以人工費用也是非常高。再一個是材料成本,在這里來看材料還是占很小的一部分。如果你的膠選擇不對的話,那么你的成本肯定都是在這里的,但是如果我們選的膠是對的,那你可以把這些停機的成本和設備的成本都能夠降低,為什么今天講MMA,那大家都會了解為什么MMA這么重要,就是因為這個原因。
這里有一些比較,環氧、聚氨酯和MMA做一個比較,這些都可以在網上搜到。我重點要強調在這些行業里面,有一個就是MMA的特點,它其實屬于一種單體反應,由于這個原因,它的基本表面處理可以省了,環氧、聚氨酯必須把表面的油做一個基本的(處理),不能有油在上面,工裝里面油是很平常的事情,所以必須要處理,但是MMA由于反應結構的原因它基本不需要去做去油,影響不大,強度還是能夠保證。另外一個它的固化非常地快,我說的是對比環氧和聚氨酯,這兩個點都可以把你的成本省掉,因為快,你就不需要停機那么久,因為它不需要預處理,那就省的那個時間,那停機和碰撞這些就可以省。
針對這個原因,我們今天特別給各位介紹2050和2051的這兩個產品,這兩個產品有一個共同的特點,英文我們叫extreme,就是極限,意思就是材料本身在這種極端的環境里面尤其能夠體現它的優點,我說的嚴苛就是苛刻的氣候環境,低溫、潮濕的情況。不同的圖代表著不同的材料的特點,不需要表面處理,大量的材質是沒有問題的,時間快;還有對于苛刻環境的大部分的MMA膠都可以做到,唯獨這兩個膠它在低溫,多低的溫度?零下20度它都能夠固化;另外右邊那個圖是代表著很苛刻很潮濕的環境,可以補充一下,我說的潮濕就是泡在水里它都能固化。這是2050/2051和其他MMA膠不同的地方。
這里有一些數據,這些特點比如說藍色的部分耐受性,低溫固化。針對這種條件,那給風電運維帶來這些好處,比如第三點,在南方的氣候比較潮濕,水里面能夠固化,并且維護時間可以延長,由于它的牢靠性,不用臨時來膠固,另外固化時間快,就可以省了停機成本,再一個是它的包裝,我們外面有展臺,你可以看一下那個膠的包裝,都是很容易使用的包裝。因為我是管技術這方面的,所以我補充一些數據。
這是兩個圖,一個是2050,一個是2051。下面這個是溫度,比如說從零下30度到20度,在這些條件的初固時間,在25度的時候可能五六分鐘,七八分鐘就可以達到初固,但是在零度的時候初固可能就要50分鐘,另外零下20度可能就要250分鐘。這個時候低溫也有好處,就是不用換了,但是你在強溫的時候如果你不是臨時去施工的話可能就要考慮換。2051沒有像2050能夠在低溫有非常好的固化的情況,但是起碼在九十分鐘左右它也能夠達到初固,所以在實際的天氣去選用,單一的選2051,濕度的時候選2050。
產品的老化,因為這些東西不想過了七八年就維修這個東西,這個是成本。說一下老化的數據。左右邊藍色這一條是鋁條,我們用鋁條做大量剪切的粘膠,把這些東西泡在水里,在空氣里固化的強度可以達到50MPa的強度,如果一平方大概就是300公斤的力,那泡在水里雖然它的強度是沒有原來那么好,但是起碼也可以達到24,25的強度,所以不用擔心,這個絕對能達到技術的要求。像環氧這種也能有18,19的強度,泡在水里的強度是不影響最后的結果。另外一個是老化后的,這和時間有關,用密封袋封著,放在70度的高溫下,然后放了一段時間以后,讓它回到零下20度,第一個就是在平常老化前的數據,放了七天或者是14天以后對鋁的影響不大,這個很正常,但是待了7天,14天以后有一些影響,可以看到7天以后加了一點點,14天以后幾乎沒有改變,說明這個東西剛開始的時間可能有一些的影響,但是后面長期老化是絕對沒有問題的,力學性能基本是沒有太大的性能,都是在三十幾Mpa以上。同時還有一些輔材在PVC這種塑料的一些數據,不同的材質它的影響幾乎都是一點點。右手邊是一些包裝,可以看到這些耐高溫的數據,有50毫升,380毫升。
我們說這個東西,MMA和快固PU膠和快固環氧膠它的特點在哪里?看右手邊的圖,紅色是MMA,還有環氧和PU可以發掘MMA除了固化時間快以外,這個軸是固化度的表征,它也快,如果從環氧來看,環氧是16個小時以后才達到100%的固化度,從這里可以看聚氨酯基本上在24小時達到100%的固化。同樣快的環氧,同樣快的聚氨酯有這樣的情況。
這些是個案,這些是在天然氣、水管管到的維修,我們這個產品今年才推出來,已經用到這些苛刻的環境中賣了很多,這是其中的兩個應用。我不知道各位對于這種油管的維修熟不熟悉。1月份我做過類似的項目,那個時候天氣非常冷,在云南的一個農田里,油管在下面經過,這種膠你不用擔心它會不會固化,固化情況會是怎樣。如果當時有這個膠的話,有5051的話他就不愁這個問題的,但是那個膠是3月份才出來。同樣在國企有名的一家公司都已經進了這個產品,雖然我們是3月份才出了,但是他們已經用了這個產品,確實說明這個產品帶來很多的優點,基本上都可以省時間,省工裝。
這些都是國際有名的公司,GEV已經用了我們的2050,2051。這些是在工廠里面面臨的維護事項,不一一說明,葉片的老損或者是碰撞時候的一些缺陷、前緣、后緣的開裂,維修時間、保養時間過了以后的檢修,這些肯定是必要的。這個是在我們工廠出廠之前的老樓梯的裝配,打膠的時候我們的工裝,我們叫組膠法蘭,還有產品出來了以后的麻面和砂眼都會用MMA的膠。
2050針對更嚴苛的氣候,可以幫你省時。最后補充一個,剛好和MMA的特點,MMA是快,另外延伸率可以做到180左右的延伸,所以它和一般的MMA可能會不一樣,在未來考慮用環氧時間還是比較長的,這個時候可以考慮未來的新產品。這是2023的新產品的簡單說明,比如說斷裂延伸率100%,有10分鐘,30恩分鐘和60分鐘的開放時間,有大一點的工裝,小一點的,自由選。另外包裝是380毫升,18L的。
時間關系就講到這里,謝謝各位。
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