风电叶片的表面防护系统-北极星风力发电网

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风机在复杂的外界环境中运行，实现其能量转化功能，需要通过可靠耐久的结构承受各种外部载荷；也需要通过防护体系抵御三类外界侵袭，虽然概括不全面，但编者暂且用四个系统来描述：一是防雷系统，二是防腐系统，三是空中交通防护系统，四是防水系统（含防冰）；这四个系统承载了除力学载荷外的其他外界侵袭。值得注意的是，目前的风机关键部件叶片的运维频度比例较高的是防腐系统，前缘防护层的耐用性成为主要问题，通常2-4年就需要进行不同程度的维护。

本文主要讨论了风电叶片的表面防护问题。表面防护层，可以采用胶衣或表面涂层，其材料可以是不饱和聚酯、环氧或聚氨酯，也是是亚克力（丙烯酸塑料）。风电叶片由于长期暴露在诸如极端天气等恶劣的环境条件下，备受侵蚀。

目前通过一些测试方法,可以确认表面防护系统对外界环境的防护能力,从保证表面防护系统可以帮助叶片受到尽可能小的损伤。通过采用现有海事和直升机上所用的防护标准，对防护系统进行加速腐蚀测试，如UV或化学腐蚀等测试，可以验证和确保表面涂层的耐用性。

本期译评主要介绍防护系统性能的测试方法和评估手段。

叶片表面防护层的性能测试

叶片表面暴露在各种恶劣的环境条件下，因此如果能够提前测试叶片防护系统在各种条件下的防护性能当然最好不过，但实际上，外部的环境条件瞬息万变，到底哪些因素变化了以及如何变化的也是难以预测的，因此验证所有条件下的防护性能不太实际。到底选取哪些条件作为测试对象，这是制造商需要把握的问题。

1.1性能测试所需要考虑的问题

有多种不同的方法可以用来测试叶片的表面防护系统。风机运行商期待能够通过这些测试确保风机能够抵御气候条件的不良影响，能够完好无损服役整个生命周期。而制造商期望快速的测试就可以验证防护系统的性能，且能够满足客户的要求。制造商的主要难点在于，如何通过有限时间的测试来满足整个生命周期内防护层性能在各种不同环境条件下的验证需求。

最好的方式当然是在自然环境条件下进行测试，这样可以观测到防护系统的性能退化过程。然而，实际上这根本不是切实可行的材料寿命测试方法，特别是测试对象的应用环境是各种不同的气候条件。因此材料的寿命测试常在人造环境条件下进行。对比加速测试和实验室环境的测试是比较现实的，但对比人造环境和真实环境却难以实施。也就是说，准确预测表面防护系统寿命的可行性较差。

人们设计了一种大型测试工厂用来进行户外和UV辐射测试。测试项目和使用人造环境的具体情况，取决于测试对象和风机计划装机的位置。比如，如果一个风机要装在沙漠，就需要进行UV退化和喷砂测试。而对于海上风机，需要进行湿度测试、UV辐射和盐雾等方面的测试。

用于户外表层防护的聚合物，其性能会随着太阳光、雨水、冰雹、盐雾等外部环境和化学物质的影响而退化。在测试条件下，这些因素是单独还是同时考虑，取决于测试的目的。在自然环境条件下，这些因素会互相影响，加剧对防护系统的侵蚀。

在了解表面防护层的测试之前，比较重要的一点是，我们应该先了解聚合物的退化现象。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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