大型風力發電機復合材料葉片技術及進展

    2.5　工藝制造
    大型風力機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構材料。它應具有較高的強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，目前已開發出多種較先進的工藝，如預浸料工藝、機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展起來的一種改進的RTM工藝。真空輔助灌注技術是應用薄膜包覆敞口模具，應用真空泵抽真空，借助于鋪在結構層表面的高滲透率的介質引導，將樹脂注入到結構鋪層中。它多用于成型形狀復雜的大型厚壁制品，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、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力機葉片，由于葉片體形龐大，最寬處達300cm左右，最高處大于200cm，傳統的手糊成型工藝已不適用。況且手糊成型具有生產效率低、勞動強度大、勞動衛生條件差、產品質量不易控制、性能穩定性不高、產品力學性能較低的缺點。真空輔助灌注技術是解決這一難題的一種新的成型工藝。本文通過多次試驗摸索，解決了一系列技術問題，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。為國內的葉片成型工藝技術水平的提高和今后兆瓦級風力機葉片的產業化奠定了技術基礎。
    2.6　產品認證
    風力機及部件的用戶自己很難評估機械部件的質量和安全性，須經權威機構檢驗和認證，如德國GL、丹麥的RISOE、中國船級社等。商業化風力機機組的安全等級評估是認證的最重要的內容，對風力機的結構設計和安全性進行評估，確認是否符合IEC標準或其他相關標準。考慮不同的氣象和地理環境，標準將風力機的安全等級按50a一遇的極端風速及年平均風速分類，對一些特殊情況規定了S級。S級風力機組的設計值由設計者確定。                       我國風力機標準委員會組織制訂了一系列標準，其中關于大型風力機葉片的標準為“風力機組風輪葉片”。該標準基本上參照了IEC標準與德國勞埃德船級社規范。標準對復合材料葉片的材料選擇、制造工藝、結構設計等方面均作出規定。中國船級社組織制訂了風力機認證規范。國家標準及認證規范的頒布實施使國內生產廠家可按與國際標準等效的技術要求進行整機及部件的設計、生產與質量控制。
    3　風力機復合材料葉片發展趨勢