亨斯迈先进材料事业部亚太区技术服务经理邹灼亮:《高性能快固结构胶对风电叶片升级改造维修的工时效率提升》

2019-08-26 东方风力发电网 点击:571
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2019年8月21日上午,由东方风力发电网主办的2019中国风电叶片运维技术专题研讨会(CWPM2019)在无锡市锦江大酒店隆重开幕。会议期间,亨斯迈先进材料事业部亚太区技术服务经理邹灼亮发表了题为《高性能快固结构胶对风电叶片升级改造维修的工时效率提升》的精彩演讲。


以下为演讲实录:

今天的主题主要是针对运维,工业叶片,在工厂里面的结构胶,当然我们主要讲的是运维、维护、保养还有装配的部分。

我们针对VG、锯齿尾缘的装配,装配到工厂运营一段时间需要维护,同样也会遇到在现场去做这方面的维护。

虽然我们的考虑点主要是在叶片的主结构,我们用的是一共结构胶,因为我们针对的是很严苛的环境,如果从结构胶的想法去走的话,我们知道结构胶包括了环氧、聚氨酯、甲基丙烯酸,环氧大家都很熟,但是今天我要讲的是MMA,所以针对这个部分我会有一些补充,为了今天要讲MMA,不强调其他的胶。同时可以看到一些材料的定位,第一个就是环氧,中间就是甲基丙烯酸脂结构胶,从化学的角度它本身是有特点,比如说聚氨酯的柔软度比其它的好一些,但是如果考虑到强度的要求,它抗老化、耐腐蚀这些是环氧(比较好),但是为什么讲MMA?今天的新的MMA已经非常接近环氧,而且这些固化速度要比环氧快很多,所以它的优点就是它快,也就是今天我为什么强调去讲MMA的原因,因为维护这一块快是非常重要的取决点。我们在现场施工的时候,在零下二十度,可能它变得没有那么快,这也是今天的一个重点,为什么今天强调MMA在这个范畴中的使用。在VG、叶片开叶、锯齿尾缘,你会发现MMA占了很大的一部分,肯定是有原因的,那今天就要补充这一块。

本身高分子有一些自己的特点,横轴是断裂的延伸率,纵轴是剪切的强度。在我的左手边那个是模量,红色的是环氧,蓝色的是聚氨酯,你会发现环氧强度很高,模量也很高,聚氨酯刚好相反,它强度不高,但是它的延伸率很好,大概达到200pa,再大的都有,但是再大不是结构胶了。中间深蓝色是我要说的甲基丙烯酸脂,它刚好把环氧和聚氨酯两者的空白处串接在一起,强度它有,延伸率也有,这些都使得MMA这种材质在今天的很主要很前瞻性的一个需求。

很多时候都是因为这些原因造成一些困扰。比如在北方或者是南方的工厂由于气候原因,我是南方的,我知道那种潮湿的天气会影响到某一些材质的固化,尤其是环氧;北方虽然是比较干,但是问题是又很寒冷,它在冬天的时候在零下的时候,即使大量固化了,我们也要考虑固化的稳定性。高空气候变化无常,胶水粘接固化的不稳定,还有海上风电有的时候还受海潮的影响还是比较严苛,影响到我们在实际施工,会造成成本的上升。

说到成本一个是停机的成本,另外人工,如果看外国的维护公司雇佣的还不是一般的人,所以人工费用也是非常高。再一个是材料成本,在这里来看材料还是占很小的一部分。如果你的胶选择不对的话,那么你的成本肯定都是在这里的,但是如果我们选的胶是对的,那你可以把这些停机的成本和设备的成本都能够降低,为什么今天讲MMA,那大家都会了解为什么MMA这么重要,就是因为这个原因。

这里有一些比较,环氧、聚氨酯和MMA做一个比较,这些都可以在网上搜到。我重点要强调在这些行业里面,有一个就是MMA的特点,它其实属于一种单体反应,由于这个原因,它的基本表面处理可以省了,环氧、聚氨酯必须把表面的油做一个基本的(处理),不能有油在上面,工装里面油是很平常的事情,所以必须要处理,但是MMA由于反应结构的原因它基本不需要去做去油,影响不大,强度还是能够保证。另外一个它的固化非常地快,我说的是对比环氧和聚氨酯,这两个点都可以把你的成本省掉,因为快,你就不需要停机那么久,因为它不需要预处理,那就省的那个时间,那停机和碰撞这些就可以省。

针对这个原因,我们今天特别给各位介绍2050和2051的这两个产品,这两个产品有一个共同的特点,英文我们叫extreme,就是极限,意思就是材料本身在这种极端的环境里面尤其能够体现它的优点,我说的严苛就是苛刻的气候环境,低温、潮湿的情况。不同的图代表着不同的材料的特点,不需要表面处理,大量的材质是没有问题的,时间快;还有对于苛刻环境的大部分的MMA胶都可以做到,唯独这两个胶它在低温,多低的温度?零下20度它都能够固化;另外右边那个图是代表着很苛刻很潮湿的环境,可以补充一下,我说的潮湿就是泡在水里它都能固化。这是2050/2051和其他MMA胶不同的地方。

这里有一些数据,这些特点比如说蓝色的部分耐受性,低温固化。针对这种条件,那给风电运维带来这些好处,比如第三点,在南方的气候比较潮湿,水里面能够固化,并且维护时间可以延长,由于它的牢靠性,不用临时来胶固,另外固化时间快,就可以省了停机成本,再一个是它的包装,我们外面有展台,你可以看一下那个胶的包装,都是很容易使用的包装。因为我是管技术这方面的,所以我补充一些数据。

这是两个图,一个是2050,一个是2051。下面这个是温度,比如说从零下30度到20度,在这些条件的初固时间,在25度的时候可能五六分钟,七八分钟就可以达到初固,但是在零度的时候初固可能就要50分钟,另外零下20度可能就要250分钟。这个时候低温也有好处,就是不用换了,但是你在强温的时候如果你不是临时去施工的话可能就要考虑换。2051没有像2050能够在低温有非常好的固化的情况,但是起码在九十分钟左右它也能够达到初固,所以在实际的天气去选用,单一的选2051,湿度的时候选2050。

产品的老化,因为这些东西不想过了七八年就维修这个东西,这个是成本。说一下老化的数据。左右边蓝色这一条是铝条,我们用铝条做大量剪切的粘胶,把这些东西泡在水里,在空气里固化的强度可以达到50MPa的强度,如果一平方大概就是300公斤的力,那泡在水里虽然它的强度是没有原来那么好,但是起码也可以达到24,25的强度,所以不用担心,这个绝对能达到技术的要求。像环氧这种也能有18,19的强度,泡在水里的强度是不影响最后的结果。另外一个是老化后的,这和时间有关,用密封袋封着,放在70度的高温下,然后放了一段时间以后,让它回到零下20度,第一个就是在平常老化前的数据,放了七天或者是14天以后对铝的影响不大,这个很正常,但是待了7天,14天以后有一些影响,可以看到7天以后加了一点点,14天以后几乎没有改变,说明这个东西刚开始的时间可能有一些的影响,但是后面长期老化是绝对没有问题的,力学性能基本是没有太大的性能,都是在三十几Mpa以上。同时还有一些辅材在PVC这种塑料的一些数据,不同的材质它的影响几乎都是一点点。右手边是一些包装,可以看到这些耐高温的数据,有50毫升,380毫升。

我们说这个东西,MMA和快固PU胶和快固环氧胶它的特点在哪里?看右手边的图,红色是MMA,还有环氧和PU可以发掘MMA除了固化时间快以外,这个轴是固化度的表征,它也快,如果从环氧来看,环氧是16个小时以后才达到100%的固化度,从这里可以看聚氨酯基本上在24小时达到100%的固化。同样快的环氧,同样快的聚氨酯有这样的情况。

这些是个案,这些是在天然气、水管管到的维修,我们这个产品今年才推出来,已经用到这些苛刻的环境中卖了很多,这是其中的两个应用。我不知道各位对于这种油管的维修熟不熟悉。1月份我做过类似的项目,那个时候天气非常冷,在云南的一个农田里,油管在下面经过,这种胶你不用担心它会不会固化,固化情况会是怎样。如果当时有这个胶的话,有5051的话他就不愁这个问题的,但是那个胶是3月份才出来。同样在国企有名的一家公司都已经进了这个产品,虽然我们是3月份才出了,但是他们已经用了这个产品,确实说明这个产品带来很多的优点,基本上都可以省时间,省工装。

这些都是国际有名的公司,GEV已经用了我们的2050,2051。这些是在工厂里面面临的维护事项,不一一说明,叶片的老损或者是碰撞时候的一些缺陷、前缘、后缘的开裂,维修时间、保养时间过了以后的检修,这些肯定是必要的。这个是在我们工厂出厂之前的老楼梯的装配,打胶的时候我们的工装,我们叫组胶法兰,还有产品出来了以后的麻面和砂眼都会用MMA的胶。

2050针对更严苛的气候,可以帮你省时。最后补充一个,刚好和MMA的特点,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可能会不一样,在未来考虑用环氧时间还是比较长的,这个时候可以考虑未来的新产品。这是2023的新产品的简单说明,比如说断裂延伸率100%,有10分钟,30恩分钟和60分钟的开放时间,有大一点的工装,小一点的,自由选。另外包装是380毫升,18L的。

时间关系就讲到这里,谢谢各位。

 (内容来自现场速记,未经本人审核,如有不妥请联系修改)


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