大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)復(fù)合材料葉片技術(shù)及進(jìn)展

    2.5　工藝制造
    大型風(fēng)力機(jī)葉片大多采用組裝方式制造。在兩個陰模上分別成型葉片蒙皮，主梁及其他GRP部件分別在專用模具上成型，然后在主模具上把兩個蒙皮、主梁及其它部件膠接組裝在一起，合模加壓固化后制成整體葉片。膠粘劑是葉片的重要結(jié)構(gòu)材料。它應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和韌性以及良好的操作工藝性，如不坍落、易泵輸及室溫固化特性等。
    早期國外的葉片成型工藝為手糊工藝，目前已開發(fā)出多種較先進(jìn)的工藝，如預(yù)浸料工藝、機(jī)械浸漬工藝及真空輔助灌注工藝。真空輔助灌注成型工藝是最近幾年發(fā)展起來的一種改進(jìn)的RTM工藝。真空輔助灌注技術(shù)是應(yīng)用薄膜包覆敞口模具，應(yīng)用真空泵抽真空，借助于鋪在結(jié)構(gòu)層表面的高滲透率的介質(zhì)引導(dǎo)，將樹脂注入到結(jié)構(gòu)鋪層中。它多用于成型形狀復(fù)雜的大型厚壁制品，在國外已用于成型大型的GRP葉片。
    我國GRP葉片的制造廠家由于受市場、技術(shù)、材料及資金等方面的影響，大多采用濕法手糊工藝，常溫固化。工藝相對簡單，不需要加溫加壓裝置。但對于大型的兆瓦級風(fēng)力機(jī)葉片，由于葉片體形龐大，最寬處達(dá)300cm左右，最高處大于200cm，傳統(tǒng)的手糊成型工藝已不適用。況且手糊成型具有生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)度大、勞動衛(wèi)生條件差、產(chǎn)品質(zhì)量不易控制、性能穩(wěn)定性不高、產(chǎn)品力學(xué)性能較低的缺點(diǎn)。真空輔助灌注技術(shù)是解決這一難題的一種新的成型工藝。本文通過多次試驗(yàn)摸索，解決了一系列技術(shù)問題，如布管方式、真空度控制、樹脂選擇、層板皺折等，取得了很好的效果。為國內(nèi)的葉片成型工藝技術(shù)水平的提高和今后兆瓦級風(fēng)力機(jī)葉片的產(chǎn)業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
    2.6　產(chǎn)品認(rèn)證
    風(fēng)力機(jī)及部件的用戶自己很難評估機(jī)械部件的質(zhì)量和安全性，須經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)和認(rèn)證，如德國GL、丹麥的RISOE、中國船級社等。商業(yè)化風(fēng)力機(jī)機(jī)組的安全等級評估是認(rèn)證的最重要的內(nèi)容，對風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全性進(jìn)行評估，確認(rèn)是否符合IEC標(biāo)準(zhǔn)或其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。考慮不同的氣象和地理環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)將風(fēng)力機(jī)的安全等級按50a一遇的極端風(fēng)速及年平均風(fēng)速分類，對一些特殊情況規(guī)定了S級。S級風(fēng)力機(jī)組的設(shè)計值由設(shè)計者確定。                       我國風(fēng)力機(jī)標(biāo)準(zhǔn)委員會組織制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)，其中關(guān)于大型風(fēng)力機(jī)葉片的標(biāo)準(zhǔn)為“風(fēng)力機(jī)組風(fēng)輪葉片”。該標(biāo)準(zhǔn)基本上參照了IEC標(biāo)準(zhǔn)與德國勞埃德船級社規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)對復(fù)合材料葉片的材料選擇、制造工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面均作出規(guī)定。中國船級社組織制訂了風(fēng)力機(jī)認(rèn)證規(guī)范。國家標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證規(guī)范的頒布實(shí)施使國內(nèi)生產(chǎn)廠家可按與國際標(biāo)準(zhǔn)等效的技術(shù)要求進(jìn)行整機(jī)及部件的設(shè)計、生產(chǎn)與質(zhì)量控制。
    3　風(fēng)力機(jī)復(fù)合材料葉片發(fā)展趨勢