UV測(cè)試可以采用不同的波長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行。UV輻射占據(jù)了地表輻射的絕大部分，因此UV測(cè)試被廣泛使用。
采用疝氣燈，可以得到一個(gè)類似太陽(yáng)光的波長(zhǎng)分布。疝氣燈光線波長(zhǎng)可以覆蓋UV、可見(jiàn)光和紅外光的范圍。由于可見(jiàn)光和紅外光不會(huì)對(duì)聚合物分子的共價(jià)鍵造成較大的傷害，因此疝氣光源所導(dǎo)致的退化強(qiáng)度比UVA低。
1.4.2臭氧
采用臭氧柜可以測(cè)試臭氧、濕氣和高溫對(duì)聚合物的影響。尤其是雙鍵和橡膠對(duì)臭氧所引起的退化較為敏感。通常采用50ppm(重量比單位)濃度的臭氧進(jìn)行72h的退化測(cè)試。同時(shí)，該測(cè)試也會(huì)對(duì)聚合物產(chǎn)生力學(xué)性能的影響；對(duì)于葉片表面防護(hù)體系采用臭氧測(cè)試的不多見(jiàn)，但常采用這種方法進(jìn)行粘接膠的加速測(cè)試。
1.4.3 混合測(cè)試
為了考察多個(gè)環(huán)境因素的綜合影響，通常采用UVA測(cè)試與氧化測(cè)試、濕度測(cè)試、升溫測(cè)試、鹽霧測(cè)試或冰霜等測(cè)試進(jìn)行混合進(jìn)行的方式。可以采用試件固定不動(dòng)而被測(cè)因素循環(huán)通過(guò)的方式，也可以用被測(cè)因素不動(dòng)，試件通過(guò)一個(gè)預(yù)設(shè)軌道在各環(huán)境因素中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式。被測(cè)因素的順序和影響強(qiáng)度可以根據(jù)即將應(yīng)用的自然環(huán)境進(jìn)行模擬設(shè)置。混合測(cè)試通常可以獲得一個(gè)較好的結(jié)果。
2 實(shí)際葉片表面防護(hù)層的加速測(cè)試
考慮到時(shí)間和可實(shí)施性，人們總是希望找到一種加速測(cè)試的方法，既可以與實(shí)際表面涂層的變化對(duì)照，又可以盡可能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)表面防護(hù)體系的壽命。
2.1 標(biāo)準(zhǔn)
目前還沒(méi)有現(xiàn)成可用于風(fēng)電葉片表面涂層測(cè)試的系統(tǒng)化標(biāo)準(zhǔn)，只能參考直升機(jī)葉片表面涂層測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。但是有一點(diǎn)區(qū)別需要注意，直升機(jī)表面涂層所需要的壽命比風(fēng)電葉片涂層的要短很多。
在設(shè)定測(cè)試參數(shù)的時(shí)候，可以參考海上結(jié)構(gòu)及涂層所用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
其他的一些標(biāo)準(zhǔn)也可以參考，如挪威石油工業(yè)協(xié)會(huì)制定的Norsok 標(biāo)準(zhǔn)M501中的“表面處理和涂層保護(hù)”；歐洲標(biāo)準(zhǔn)ISO20340中的海上和相關(guān)結(jié)構(gòu)的防護(hù)體系對(duì)涂層和面漆性能的要求；ISO4628中“對(duì)涂層和面漆退化的評(píng)估”和”有關(guān)缺陷尺寸和數(shù)量的規(guī)定和表面變化程度的界定”，尤其是第4628-2，-4，-5對(duì)風(fēng)機(jī)葉片有較好的適用性。
在制定葉片防護(hù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，海上鋼結(jié)構(gòu)涂層防護(hù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)比直升機(jī)葉片的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)具有更強(qiáng)的參考性。這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)安裝與海上石油平臺(tái)具有較多的相似性。石油平臺(tái)的海上建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)暴露于環(huán)境中的程度不同，分為4個(gè)類別（ISO 20340）。其中一個(gè)類別是暴露于大氣中的部分（C5-M），其他三個(gè)類別根據(jù)Im2進(jìn)行劃分，分別是水下區(qū)、潮汐區(qū)和濺浪區(qū)。
所有4個(gè)類別都與風(fēng)機(jī)塔架相似，但只有C5-M與風(fēng)機(jī)葉片類似。盡管標(biāo)準(zhǔn)是鋼結(jié)構(gòu)的，但是很多參數(shù)也同樣可以應(yīng)用在復(fù)合材料的表面防護(hù)系統(tǒng)上。C5-M和Im2都采用標(biāo)準(zhǔn)試件所損失的材料厚度或質(zhì)量來(lái)定義腐蝕，同時(shí)也給出了典型的大氣環(huán)境的描述。
2.2 測(cè)試選擇方法
Norsok測(cè)試是將試件置于不同大氣環(huán)境因素的循環(huán)體中。測(cè)試環(huán)境是對(duì)不同大氣環(huán)境的模擬，從鹽霧柜開(kāi)始，然后是UVA柜或疝氣柜。UVA柜或疝氣柜的溫度可以提升，以加快退化的速度。
該項(xiàng)測(cè)試通常在升溫的情況下測(cè)試32周，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO4628,2,4,5對(duì)試件的氣泡、開(kāi)裂、脫落進(jìn)行測(cè)試，然后根據(jù)ISO12944-2對(duì)保護(hù)層與玻璃鋼結(jié)構(gòu)層的粘接性能進(jìn)行測(cè)試。這個(gè)測(cè)試很耗時(shí)，但是結(jié)果與海上環(huán)境下的葉片防護(hù)層退化具有較好的可比性。
2.2.1 耐磨性測(cè)試
Norsok測(cè)試不要求對(duì)防護(hù)系統(tǒng)的耐磨蝕性能進(jìn)行測(cè)試，也沒(méi)有一個(gè)ISO標(biāo)準(zhǔn)有這方面的要求可以參考。
風(fēng)機(jī)葉片表面的耐磨蝕性測(cè)試非常重要，尤其是葉尖和靠近葉尖的1/3長(zhǎng)度部分，其表面被磨蝕的風(fēng)險(xiǎn)很高，在極端天氣情況下，空氣中的顆粒物會(huì)以300km/h的速度沖向葉片表面。
冰雹和雨蝕也沒(méi)有包含在Norsol測(cè)試中，但都需要測(cè)試。將水流測(cè)試和磨蝕測(cè)試混合進(jìn)行，就可以預(yù)測(cè)防護(hù)體系由于雨蝕導(dǎo)致的退化。冰雹對(duì)防護(hù)系統(tǒng)導(dǎo)致侵蝕，可以用冰塊代替沙子或金剛砂的方式進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)楸鶋K的尖角會(huì)磨蝕防護(hù)系統(tǒng)表面。通常，柔性防護(hù)體系對(duì)磨蝕的抵抗性較好。
2.2.2 濕氣環(huán)境測(cè)試
Norsok測(cè)試和其他的一些測(cè)試都考慮了濕氣的影響。一旦試件吸入足夠多的水氣，結(jié)冰和融化交替進(jìn)行，通過(guò)這種方式模擬實(shí)際的低溫環(huán)境。測(cè)試完成后，需要確認(rèn)試件產(chǎn)生氣泡的情況。當(dāng)水結(jié)冰或融化交替進(jìn)行時(shí)，其體積隨之改變，體積變化就會(huì)導(dǎo)致氣泡現(xiàn)象的產(chǎn)生。
2.2.3 化學(xué)腐蝕
風(fēng)機(jī)葉片可能會(huì)暴露于不同的化學(xué)物質(zhì)中，其表面可能被灰塵污染、被鳥糞、昆蟲尸體、油污、鹽霧沉淀物或酸雨等污染。沒(méi)有一種混合測(cè)試能夠模擬這些條件。實(shí)際進(jìn)行的測(cè)試是這樣的：測(cè)試化學(xué)物包括炭黑（模擬鹽霧沉淀）、稀釋的硫酸（模擬酸雨），油（模擬灰塵或其他動(dòng)物油脂），人造海水。任何其中一種化學(xué)物質(zhì)都不能對(duì)葉片的表面防護(hù)系統(tǒng)帶來(lái)致命的損傷，但混合在一起卻可以產(chǎn)生致命的影響。
2.2.4 測(cè)試結(jié)果
由于測(cè)試不像力學(xué)性能測(cè)試，就無(wú)法給出直接的數(shù)據(jù)結(jié)果，但是還是需要根據(jù)ISO4628進(jìn)行判定。氣泡、開(kāi)裂和剝落在測(cè)試之后均有可能出現(xiàn)，這些現(xiàn)象就可以用于對(duì)涂層或膠衣性能的判定。此外，與結(jié)構(gòu)層的粘合力也需要進(jìn)行測(cè)試，為了進(jìn)行此測(cè)試，需對(duì)測(cè)試試件做特殊的準(zhǔn)備，如設(shè)計(jì)考慮剝離和拉伸測(cè)試所需的夾具，或需要在試件的涂層或膠衣上引入一個(gè)缺口（為剝離測(cè)試做準(zhǔn)備）。
3 總結(jié)，未來(lái)的挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)
3.1 不同防護(hù)策略的優(yōu)勢(shì)與局限
各種不同的防護(hù)材料都有其特有的優(yōu)勢(shì)，但是他們又都受到一定的限制，在優(yōu)勢(shì)與限制中，我們需要尋找一個(gè)平衡，包括選擇柔性防護(hù)還是剛性防護(hù)，選擇膠衣還是涂層。
剛性涂層可以通過(guò)采用由硬度較高的環(huán)氧或不飽和聚酯來(lái)獲取，對(duì)于熱固性材料，其硬度較高，這種防護(hù)體系需要具有高水平的橫向鏈接，因?yàn)闄M向鏈接會(huì)導(dǎo)致低柔性，和更大的收縮性。而對(duì)于柔性體系，可以通過(guò)采用較柔的聚氨酯膠衣或涂層來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者在前緣或1/3長(zhǎng)度的葉尖區(qū)域貼聚氨酯帶（保護(hù)膜）來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的保護(hù)。
不同材料可以使葉片減少某個(gè)方面因素導(dǎo)致的損傷。為了減少表面防護(hù)層吸水量，涂層就應(yīng)該采用環(huán)氧而非聚酯。為了獲得較低的水解率，需要選用乙烯基酯而非不飽和聚酯。
如果采用異丁烯酸甲酯的橫向鏈接聚合物，其UV防護(hù)性能會(huì)提高。
此外，如果防護(hù)體系表面張力低，就有利于除冰，但是這樣的體系抵御磨蝕和雨蝕的能力就很差。
在權(quán)衡不同材料體系的優(yōu)勢(shì)和局限時(shí)，也需要考慮這種材料體系與結(jié)構(gòu)鋪層之間的粘合力，因?yàn)檎澈狭Σ蛔銜?huì)導(dǎo)致材料剝落，從而無(wú)法保護(hù)結(jié)構(gòu)鋪層。
3.2 未來(lái)挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)
葉片長(zhǎng)度會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)，在極端惡劣環(huán)境裝機(jī)也成為趨勢(shì)，如海上、沙漠、低溫環(huán)境或山頂。這些區(qū)域風(fēng)資源條件好，風(fēng)機(jī)性能較高，受噪聲限制少。然而，磨蝕和化學(xué)腐蝕的問(wèn)題更為嚴(yán)重。同時(shí)，由于難以抵達(dá)，人們對(duì)運(yùn)維性的要求也越來(lái)越高。表面防護(hù)體系的耐久性和強(qiáng)度就變得十分重要。
3.2.1 新材料
為了迎接這些挑戰(zhàn)，需要開(kāi)發(fā)一些新的材料。新的涂層材料可以提供更好的表面防護(hù)性能，從而可以抵御更惡劣的環(huán)境條件。比如，一種基于酰亞胺的產(chǎn)品和包含氟碳化合物的表面防護(hù)材料可以更好防冰。
3.2.2 環(huán)境保護(hù)
未來(lái)，海上和陸上環(huán)境保護(hù)的法律條款或?qū)⒏鼮閲?yán)格。風(fēng)電場(chǎng)對(duì)環(huán)境影響所面臨的問(wèn)題正越來(lái)越多，不少居民在反對(duì)自己住所附近有風(fēng)電場(chǎng)。這就導(dǎo)致了葉片表面防護(hù)的新需求，如對(duì)折光率、航空防護(hù)及避雷系統(tǒng)等方面都將出現(xiàn)新的需求。其中一些問(wèn)題已經(jīng)得到了解決。目前人們已經(jīng)引入航空標(biāo)識(shí)、表面折光率低的油漆等解決措施。由于很多因素與葉片氣動(dòng)噪聲問(wèn)題相關(guān)，因此對(duì)該問(wèn)題的解決將會(huì)在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)成為難題。人們目前正在探索鯊魚鰭等降噪措施，但有效的商業(yè)化應(yīng)用還尚需時(shí)日。
3.2.3 葉片表面防護(hù)的制造環(huán)境
在給葉片表面進(jìn)行表面防護(hù)的過(guò)程中，盡管人們已經(jīng)采用防護(hù)服、手套、口罩等防護(hù)用品，但這些措施只能降低來(lái)自表面防護(hù)材料有害物質(zhì)對(duì)制造工人的傷害，并不能杜絕；同時(shí)對(duì)空氣污染也是難以杜絕的。
3.2.4 測(cè)試方法
目前人們已經(jīng)建立了一些測(cè)試方法和模型，如避雷系統(tǒng)或氣動(dòng)噪聲；但葉片表面防護(hù)體系或結(jié)冰問(wèn)題還未見(jiàn)相關(guān)模型的建立。值得一提的是，隨著塔架高度的提升，葉片運(yùn)行環(huán)境深入云層，云層導(dǎo)致的葉尖結(jié)冰問(wèn)題正使得葉片結(jié)冰問(wèn)題超越了低溫環(huán)境的范圍而逐漸被廣泛關(guān)注。
