上海麥加涂料有限公司的副總技術(shù)工程師劉正偉為我們帶來“一種超級耐雨蝕前緣保護漆—Mega Wu500”的報告
【劉正偉】：大家上午好，很高興跟大家探討一下有關(guān)葉片防雨蝕技術(shù)。今天的這個題目分為四部分：
第一個是前緣腐蝕的現(xiàn)狀。從遠處看，整個風(fēng)電葉片完好無損，我們拉近看一下，可以看到這里有點黑線，再近可以看到整個前緣不僅是涂層，包括異體都受到了嚴(yán)重的剝離。再看一下我們在東北風(fēng)場拍攝的遠景照，遠處看葉片有很多臟污的部位，拉近看一下整個黑色的都是玻璃鋼，這邊是前年修補的連接，但是也發(fā)生了二次的腐蝕。這是一個歐洲風(fēng)場的雨蝕照片，整個風(fēng)場的環(huán)境蠻好，風(fēng)沙幾乎沒有的，但是它的前緣也發(fā)生了海鹽的剝離，這是警示器部位。
所有的風(fēng)場或多或少存在前緣損傷的情況，其區(qū)別是損傷的程度不同，很多輕度的損傷大家已經(jīng)忽略了，這種損傷到底對我們的風(fēng)場發(fā)電帶來哪些負面的影響，請大家看幾個數(shù)據(jù)。使發(fā)電量最低下降20%，當(dāng)時他們沒有考慮到這個因素，各別葉形甚至可以達到50%，這個數(shù)據(jù)的出錯。第二個這里面有一個經(jīng)驗值，當(dāng)前緣腐蝕之后，它切風(fēng)的阻力會喪生，當(dāng)出現(xiàn)我們看起來腐蝕比較輕的時候，它的阻力是比較小的，當(dāng)發(fā)生這個層面之后，它的阻力最高可以上升到500%。我們前面那幾個照片阻力空間都在500%。阻力增長80%，發(fā)電量下降5%，兩篇文獻給出的結(jié)果是殊途同歸的。
當(dāng)葉片作為一個清潔之后，它的發(fā)電量就會有比較明顯的喪生，我們想想一個普通的粉層耐臟污的清潔都帶來發(fā)電量的損失，整個前緣發(fā)生了如此嚴(yán)重的損傷之后，它的發(fā)電量也必然受到很大的負面影響。既然說前緣腐蝕對發(fā)電量這么大的影響，我們要想盡一切辦法避免或者減緩前緣的腐蝕。要想解決問題首先我們找到問題的原因，首先看一下前緣腐蝕的成因：紫外線，鹽霧，風(fēng)沙，雨水。
先看一下紫外線，紫外線肯定對涂層產(chǎn)生影響，但是紫外線的破壞是均勻的，如果說前緣損傷由紫外線引起，那它的損傷不應(yīng)該僅僅停留在前緣，應(yīng)該是在整個葉片，很均勻的，但是這個情況與我們發(fā)現(xiàn)的事實完全背離的。我們可以肯定地說紫外線至少不是引起前緣損傷的直接原因。
鹽霧很多人認(rèn)為鹽霧引起前緣損傷主要的原因，首先看一下什么是鹽霧，說到底鹽霧就是提供電解質(zhì)溶液。如果說鹽霧是引起前緣損傷的主要因素，我們整個葉片損傷應(yīng)該是相似，甚至說相同的，但是我們看下來之后，還是前緣為主，其他部位很輕，甚至沒有。從另外一個地方可以看到，如果說鹽霧是主音，我們在云貴川地區(qū)根本沒有鹽霧存在，那個地方的風(fēng)場損傷跟東南沿海地區(qū)的損傷是一樣的。我們確定鹽霧絕對不是主音。
第三個風(fēng)沙，風(fēng)沙只其中一個原因，但不是主音，從大家觀察的情況來看，東南沿海地區(qū)，降雨量比較大的地方前緣損傷遠遠高于降雨量少的地方，風(fēng)沙肯定是其中一個原因。前緣的損傷與降雨量成正比，運行5年左右的風(fēng)場前緣都出現(xiàn)明顯的損傷，海南地區(qū)很多撞擊在一年半左右就會發(fā)生明顯的損傷。
這是雨水撞擊到葉片表面之后，它的受力過程，我們好奇小小的雨滴怎么可能把一個抗力強度上百兆帕的材料拉斷？整個雨水撞擊到葉片表面之后，它會產(chǎn)生一個橫向的撕扯，而不僅僅是摩擦，整個葉片是被這根力車斷的，而不是裝斷的，它會用瞬間的爆發(fā)力。雨水產(chǎn)生的損傷很大原因是來自我們?nèi)~片旋轉(zhuǎn)的速度，我們?nèi)~片目前為止常見的是50到80每秒運行的限速率。有這么高的降雨量下前緣損傷不可避免，這是降雨量和受損情況的對比關(guān)系圖，基本與降雨量成正比。
沙子是固體的，為什么沒有雨水厲害？天上降雨一年可以將一兩米，如果空氣中的沙子一年有半米大家都不敢出門了，所以主要是因為沙石和雨水的密度造成的，積少成多，水滴石穿。
介紹一下前緣保護材料的檢測方法和不同前緣保護材料的優(yōu)缺點。首先看一下風(fēng)沙和雨水的前緣檢測方法。據(jù)我了解，我們國內(nèi)大部分是采用的方法僅僅具有一點點參考數(shù)據(jù)。我們這邊是用STM3和6做正面的沖擊試驗，這兩個試驗出來的結(jié)果完全不同。一般情況下大家測試風(fēng)沙就是一個噴砂機，把沙子速率調(diào)上去，撞擊帶平靜樣板的表面。
底下這個是30米每秒的速率，上面是70米每秒的速率，70米每秒的固體顆粒產(chǎn)生的破壞力遠遠高于30米的，中間的差距不僅僅是2倍，大概是在15倍，這就是為什么葉片速率到80米每秒的時候，我們很多情況下在常規(guī)速率下沒有發(fā)生破壞它發(fā)生了，原因就是固體顆粒也罷，雨水也罷，當(dāng)它的速率提高它的破壞力是成倍擴大。
紅色這個是不銹鋼的材料，下面是聚氨酯膜，這兩個材料在耐風(fēng)沙測試中，鋼板的數(shù)據(jù)是遠遠差于有機的貼膜，從這個表現(xiàn)方式上，耐風(fēng)沙來講，主要是高速沖擊為主的檢測方法，平行模試驗這是一個誤區(qū)。這個圖我們給出一些常見材料耐風(fēng)沙的對比，當(dāng)時是這樣的，這個樣板本身完好無損，涂層好之后畫圓圈，用噴砂機正面沖擊它，面漆還是具有一定的保護功能。在彈性膠衣的作用下，可以清楚看到，同等沖沙條件下，我們的玻璃鋼完全裸露，這一點來看有前緣保護漆的還是完好無損的。同等噴砂之后，鋼板損傷2毫米厚度的情況下，前緣保護漆的變化是僅僅有點臟污而已。
說一下雨蝕的試驗，目前為止還是第三方檢測，降雨量30到35，溫度是25度，歐洲個別企業(yè)已經(jīng)把速率提高到180米每秒。這個照片是經(jīng)過雨蝕破壞之后樣板的外觀，大家可以看一下這跟現(xiàn)場的破壞情況還是蠻類似的。這個雨蝕試驗還是比較真實確切反映實際的受損情況。這個表格是給出不同材料，不同產(chǎn)品耐雨蝕的數(shù)據(jù)，以及在高降雨量地區(qū)的年限。常規(guī)的面漆是2到4年之間，還有一種是早年用過的聚氨酯彈性膠衣90分鐘在東南沿海8到20年的使用壽命。這款耐雨蝕服役時間是10到30年，這個是我們新推出的大于10個小時，服役時間肯定大于20年的。
我們還關(guān)注貼膜，我相信很多公司還是把貼膜作為前緣保護主要的手段，貼膜的數(shù)據(jù)最高值是540分鐘左右，做完1500PVUA老化之后，它衰減是50%以上。在高雨露地區(qū)像北美服役年限5到10年，而在中國服役年限是5年。
大家看一下，關(guān)于這種模的數(shù)據(jù)其有更貼切的數(shù)據(jù)。雨蝕試驗與實際的對應(yīng)情況，有一位專家提出來，我們測試的是140米每秒的速度，我們實際運行是80每秒的速率，目前這個試驗只能作數(shù)學(xué)上的換算和經(jīng)驗的推推斷，通過數(shù)學(xué)模擬出來的速度是140米每秒3小時，相當(dāng)于800米每秒8小時，相當(dāng)于東南沿海地區(qū)20年的壽命。
說一下貼膜的優(yōu)點和缺點，缺點是難于施工，不好貼，關(guān)鍵的是很難進行翻新，二次維護很難，我們家在工廠里面尚且貼不好，在高空更貼不好。從另外一個角度說一下，貼膜雨蝕時間是540分鐘左右，為什么服役期只有5年左右？貼膜是無色透明的，無色透明的材料雖然說它里面也會加入一些紫外線的屏蔽劑，但是它沒有跟大家常見涂料的太白粉這種固體的遮蓋物，根本不能評比紫外線。紫外線對貼膜的破壞從里到外完全一樣，它對涂料率的破壞每年最高是5微米，我們涂300微米的膜厚，貼膜5年之內(nèi)全部老化，但是所有的涂層，每年破壞不會超過5微米，因為它有遮蓋力，有紫外線的屏蔽效應(yīng)。
我現(xiàn)在說一下我們新的產(chǎn)品，它的優(yōu)點是耐雨蝕，是常見的聚氨酯貼膜的2倍以上。第二個施工和修補很簡單，與常規(guī)面漆很接近，缺點是它含有VUC，還有一個就是做不成亞光漆。這個文獻中給出的結(jié)果是這樣的，所以大家有疑問找這個文獻。6個小時的雨蝕結(jié)果在高速空區(qū)發(fā)生了明顯的開裂。這是我們做的雨蝕試驗，當(dāng)時做了9個小時，做完之后，結(jié)論是沒有損傷，后來又增加了9個小時，最后的結(jié)果是出現(xiàn)了一點點蝕，這邊做了6小時出現(xiàn)一個破口，這就是區(qū)別。這個雨蝕試驗報告各位想看隨時給大家，這個試驗是常規(guī)的試驗，常規(guī)的數(shù)據(jù)。
最后關(guān)于W500做一個簡單的數(shù)據(jù)匯總。它的耐沙石性能是常規(guī)面漆的100倍以上，耐雨蝕性能是常規(guī)面漆的27倍以上，是貼膜率的2倍以上。謝謝大家！
