【速记】2017风电叶片复合材料——风电叶片用环氧树脂质量控制研究

　　各位风电界的领导，各位风电界的专家以及各位同行大家好！

　　很荣幸在这里分享四川东树新材料有限公司关于风电叶片用环氧树脂质量控制方面的一些经验和观点。我们讨论环氧树脂的质量控制，我想先从什么是质量开始谈起。国标19000给出了定义，质量是一组固有特性满足要求的程度，要求是指客户明示的或者通常隐含的需求和期望，我们研究质量控制就必须研究客户的要求，人们在实践过程中逐渐把要求发展成一种产品标准。程度，人们一般用测量和测试衡量特性满足要求的程度，所以我们认为测试技术对质量控制是至关重要。在产品设计开发的产品满足要求以后，保持产品特性稳定是质量控制的核心内容。

　　所以我想从三个方面来展开论述，一是在风电环氧树脂产品标准上所做的工作，二是东树公司在质量控制的方法和结果，三是东树公司测试技术的能力和发展。

　　首先第一个方面，风电环氧树脂的产品标准。目前风电环氧树脂领域形成了两个行业比较通用的标准，一个是风电叶片用真空导入环氧树脂国家标准，这个标准在2014年发布了，这个标准我们单位是牵头起草单位，另一项标准是风电发电机组叶片用环氧结构胶粘剂，这项标准我们单位是参与性起草单位。

　　在这两项标准中都规定了产品出厂检验以及形式试验的一些检验项目，给我们的启发是设计开发、技术升级的产品应当满足这些标准的要求。我们可以根据标准的要求进行检验，当我们也推荐客户去按照标准验收。

　　第二个方面是东树公司质量控制的方法和结果，我们从全面的质量管理理念中影响产品质量主要因素人、机、料、法、环五个角度控制质量，持续改进我们的产品质量。

　　在人员上我们打造了一支专业化的质量和生产团队，包括技术人员10名、国家注册的质量工程师4名，检验测试人员6名，以及环氧生产人员15名。

　　在设备上我们的做法有别于传统的环氧树脂的生产系统，传统的风电环氧树脂生产系统是一种反腐蚀的生产系统，反腐蚀的生产系统存在一定的局限性，反腐一般比较小，导致生产批次多、给生产检验以及客户计量验收会带来很多麻烦、第二它的累计计量偏差比较大，第三手动加料带入二次污染，第四设备状态差异导致质量波动。

　　而我们采用了一种全自动化的生产系统，优势在于效率高，单条生产线设计产能20000吨每年，连续式生产，人工能耗低，单位生产成本低，全密闭式生产，无二次污染，在线手动监测相结合，质量更容易受控。

　　在原料上我们具有比较严格的供方准入评估，纳入供方之前先由技术部立项进行样品测试，供方能力评估，试生产，型式试验，质量技术协议以及商务协议，纳入供方，之后每年进行一个动态评估。

　　还有是进入严格的入厂检验和数据共享，批次原料入厂都要进行检验，检验结果录入共享平台中进行技术和人员实时分析，出现异常会自动提醒。

　　在方法上我们想分享两个方法，一个是自动化的生产工艺方法，我们采用PC控制自动化的生产工艺方法，优势在于只要把参数输入系统中，其他工作都有计算机完成，避免人工操作出现各种问题和偏差。在自动监测，系统会给出参数曲线，偏离时发出报警，超范围自动停机，确保按配方生产。在生产过程中，人工检测，人工对过程检样进行检测和确认。

　　第二个方法是严格执行国标19001质量体系，对设计和开发、采购、生产和服务、测量、分析和改进过程进行管理，每年接受多次二方、三方的质量体系检查，有利于我们更严格的执行质量体系标准。

　　在环境方面这两张PPT展示我们现场生产环境，我们按照集团公司精益制造的要求进行环境管理，公司相信良好的环境才能制造精品。

　　通过以上方法我们获得的结果之一是数据波动比较小，我们定期对产品的SPC控制图分析。从分析图可以看出数据波动比较小，40余批次的检验结果说明过程质量比较高，质量水平处于受控状态，。

　　第二个结果是我们的指标比较严格，比如说我们的大量指标可以控制在标准值正负6范围内（内控标准值正负）胺值的指标控制标准值正负15（内控标准值正负12）。一方面出厂指标比较严格，它说明了我们的数据波动比较小的，因为出厂指标范围是根据平均值正负33偏差来获得，另一方面出厂比较严格有利于我们的质量控制。

　　第三个结果是我们的产品应用情况良好，目前我们产品在42.2m叶片和59.5m的叶片等多种叶片的叶型上，在GSG通过疲劳测试。

　　产品已经在37.5m到62.5m叶片的各种叶型得到成熟应用，产品推向市场以来，已有8年，从未接受过重大的质量投诉。除了以上的控制方法之外我们还在国内率先给环氧产品投保产品责任险。

　　还有测试技术，分享两个，一是测试技术方面的工作，二是测试技术的发展。这是公司测试表征一些工作，涵盖了理化分析、热分析、色谱分析、光学测试等等各个领域。得益于公司的良好分析能力，我们还可以展开分子结构层面的研究，对深入研究材料结构性能关系非常有帮助。

　　最后分享一下制样技术上的改进，近几年断裂韧性测试越来越受到行业重视，但是在我们参与制定的环氧胶粘剂标准中要求断裂测试这个项止在国内在这个项目上测试目前做得比较少，原因是制样比较困难，ASTM5045规定通过单边缺口弯曲或紧缩拉伸方法测试材料的断裂韧性，两个方面都要制备锋利缺口及预制裂纹，一般采用机械加工的方法获得缺口，然后刀片获得裂纹，但是困难是机械加工的方法获得锋利的缺口，裂纹向各个方向扩展，导致试样差异比较大，数据离散性大。

　　我们发现了一种新的方法称之为预埋刀片的方法，我们做了这样一个模具，有上模具和下模具组成，这样我们把刀片固定在上模具上，然后在模具中浇铸环氧树脂，固化之后脱膜就可以获得一个带有锋利缺口的试样，获得一个自然裂纹，这种制样方法更加简单，而且成品率比机械加工方法更高，缺口可控，裂纹从下面图中可以看出，裂纹可以沿着缺口方向扩展，试样均匀，离散度小。

　　我们在其他一些测试技术改进FRP的制氧方法，使试样表面平整、均匀厚度可控。改进FRP测试的对中问题，改进压缩测试夹具，减小试样弯曲的影响，改进胶黏剂测试，减少本体、剪切测试中产生的气泡，改进胶黏剂剪切测试试样多偏心问题。事实上在环氧树脂和环氧胶粘剂上测试过程中我们发现有很多方法去值得我们去研究和加以改进的。

　　最后我们进行一个简单的总结，我公司环氧树脂性能可靠，质量稳定，质量控制经验可以总结为以下几个方面，一是我们非常重视客户要求，积极参与到标准的起草工作中。二是从人、机、料、法、环五个维度研究和持续改进，保证产品质量稳定，特别是采用自动化的生产线和生产工艺，避免人为误差和错误。三是我们非常重视测试技术的研究和发展，提高测试的准确度和精确度，我们认为这对质量控制也是至关重要的。

　　我的汇报就是这么多，谢谢大家！