【速记】2017风电叶片复合材料——风电叶片灌注发白的总体解决方案

　　　各位专家、各位代表，大家上午好！我今天报告的内容是风电叶片灌注发白的总体解决方案。我的报告将分成下面五个部分，首先是简单的介绍这个定义和分类，第二就是说叶片发白对于树脂性能到底有多大的影响，第三就是分析叶片发白的一些因素，第四是整体解决方案，第五就是博汇的资讯团队对叶片厂的团队可提供的服务。

先来看看对于叶片灌注发白的定义和分类。简单说就是在叶片生产制造过程中间，制品出现表面的白斑、气泡聚集、包容，纤维浸润不良造成树脂含量低的现象，这是我们叶片厂最常遭遇的质量缺陷之一。

通过下面的一些图片可以展示我们现场的一些发白的缺陷。我们从这个中间部分非常容易的看到发白的现象，一般来说我们把叶片发白分成三种不同程度的类型，第一类是轻微发白，第二类是较重的发白，第三类是比较严重的发白。轻微的发白是指面积比较小、层数较浅，可以通过修复，不影响叶片的使用。第二类我们说发白面积相对比较大，层数比较深，一般蒙皮比较多见，这种发白我们说一般通过维修可以使用，但是这种增多的发白会影响叶片的使用寿命，一般很多叶片厂会降等、降级使用。第三类发白主要非常严重的发白就是关键部位，比如说主梁、叶根这些部位，这种就是说层数比较多，这种发白是严重的影响到叶片的使用，在这种情况下一般我们的处理方式就是报废，给叶片厂带来直接的经济损失。

我们看看叶片发白到底对我们叶片的性能有多大的影响？我们在实验室模拟发白的现象，进行FRP板的测试，模拟了两种情况，一种是轻微的，一种是严重的。我们通过不同的纤维板来测0度和90度的机械性能，可以看到发白即使是轻微的，双轴部对我们的影响也是达到40%-50%的这么一个程度，也就是说对于叶片发白我们看到的这种现象，对机械性能是造成非常致命的影响。这个表是显示的单轴部做的FRP板，对于材料性能的影响，也是达到30%-40%。0度方向相对少一些，90度方向相对多一些，因为90度方向更多考验是树脂跟纤维的结合，而0度方向主要是纤维的贡献。这是我们三轴部的测试结果，总的来说这种现象不管是什么部，发白这种现象即使是轻微发白，对性能影响也是非常大的。

引起发白的因素有哪些？总结分析各种因素，主要是两个方面的因素：一是灌注工艺设置方面的因素导致这个现象；二是材料方面的因素。这个材料主要是我们平常说树脂、Balsa core，还有玻纤，我们广东博汇作为树脂生产商研究的重点就是说树脂对于发白，在这个过程中起到多大的作用。

关于工艺方面的影响，我们常见的当然我们说有很多，比如漏气，各种管道的连接等等，但是我们说常见的大家比较忽视的地方，第一个方面就是导流网的边距和层压板边缘距离太远，太远就影响脱气效率，这也是导致边缘发白的一个因素。这是我们拍的一个实例，在生产过程中我们就要注意这个距离的控制。

工艺方面第二个因素见的比较多的就是梁帽，主梁和壳体结合面这里太紧，梁帽对于蒙皮的压力太大，导致另外一面，就是说蒙皮的对面产生发白，这是我们总结的第二个工艺因素。

第三个工艺因素就是模具的锐角或芯材的空隙如果太大，太大的一方树脂流速肯定就快，它在整个灌注过程中间就会和慢的地方形成一个包袱，包袱的地方就会引起渗透不良、缺陷、发白。

关于材料方面主要是树脂，平常大家可能比较忽视的一个地方就是不同的树脂对于发白，对于脱气到底有多大的影响，这是以前大家比较忽略的一个方面。当然说Balsa木含水率包括玻璃纤维的含水率都会影响这个发白的产生。比如说Balsa木一般不超过12%，最多不超过15%。假如说含水率超过20%-25%的话，就会直接导致灌注叶片的发白。

当然在操作过程中也有其他的一些操作工艺可能比较忽视的，比如说一个脱气装置，左边是我们的原料筒，原料筒经过脱气装置来罐装。但是脱完气以后怎么罐装？假如说从筒的上部直接去灌入的话，又会混入第二次空气，所以这样的话我们建议应该从筒的底部来进行灌入，就避免二次空气的混入。

一般来说树脂的脱气，我们建议的温度是60度，时间应该一般在20分钟，甚至尽可能长一点的时间我们来进行脱气。另外要注意的就是右边的头显示，就是我们这个混合搅拌的话，这个搅拌的浆必须始终处于叶面的底部，这样就可以避免进一步的混入空气和气体。

分析了前面这些原因，怎么样解决这些问题？很多朋友可能第一想到的就是我们听说有一种消泡剂，这个可不可以加到里面达到快速脱气或者把气体脱干的这种效果？所以我们这里做了一个测试，就是不同的消泡剂到底对脱气有什么影响。

0.05%、0.1%跟0.15%分别表现消泡剂在里面的分量，最右边的是不加的。我们看到从刚开始脱气的过程中间加了消泡剂的脱的很快，表示有一些作用，最右边的是不加消泡剂的，所以气泡维持的时间比较长，气泡的厚度比较高。但是如果我们通过两三分钟的过程，最后发现最后的结果是什么？就是加了消泡剂跟没有消泡剂，它们最后的泡沫的厚度是一样的。所以关于消泡剂的结论就是它能够加快树脂在生产运行过程中间混入气体的脱气，但是对最终的脱气基本上没有影响。也就是说我们简单的认为加消泡剂是不是可以解决这个发白的问题，结论是加消泡剂不能解决这个问题。

博汇怎么样去改善树脂能够达到改善白斑的作用？主要从下面四个方面进行了一些工作。这个工作整个耗时大概半年多的时间。首先我们说材料，我们有更高的选择标准，有自己独有的选择指标。生产设备，我们对脱气，搅拌、传输进行一些改造，工艺进行优化，最后的包装也对这个有影响，进行优化提升，这是我们的工作。

博汇的整个树脂生产流程、工艺，我们是采取一个封闭的形式，全自动控制的过程来实现的。所以从这种情况来说也可以避免人为的一些干扰，避免外面空气的进一步混入。

看看我们的效果，我们认为在叶片发白的过程中，树脂起到了至关重要的作用。我们现在有两个实验，一个实验是我们在常温下就是25度，对树脂进行脱气的一个比较。这里有一个对比样，右边是博汇的3321，左边是一个对比样，我们看看在25度下脱气的话有没有差别。我们看到差别还是很明显的，就同样都是灌注树脂，但是脱气泡的能力还是有差别的。这是我们在25度常温下的一个测试，我们看看下面的一个实验，就是说前面在25度下脱完以后，再把这个样品放到40度的温度下继续脱气，看看它有没有差别。这个样品很明显的看到经过25度脱气以后，气泡明显变少，但是这两个样品还是有差别的。通过前面几个实验得到的结论就是说灌注树脂不同，脱气的效果差异很多，有些关注树脂即使在常温下脱干净了，在关注阶段我们的模具是加热的，我们树脂灌注过程中是放热的再灌注的过程中也会产生气泡。

这也就是说为什么很多生产商说：我的透气层面已经做得很好了，为什么后面还会产生气泡，这就是原因。

我们看看前面是实验室的结果，我们看看在叶片厂实际的做叶片的效果。左边的是我们对比的，这个实验我们是在同一个厂，同一个时间，同一个车间，同一个模具做的对比，同时做的，也就是说两个模具同时用博汇的和别人家的。右边是别人家的，右边世博汇的，壳体、根部、主梁都做了对比，从效果来看明显是下面的颜色应该正常一些。

这个实验我们总共生产了150套不同的叶型，得到了叶片厂和整机厂的肯定，右边是叶片厂各个部门研发、工艺、质量、生产还有主管领导的批示，也就是说不管是从我们实验室的结果还是现在验证的结果，都证明博汇这一套整体方案是行之有效的，并且这个项目也得到金风科技2016年创新项目的评比第二名。

广东博汇作为一个树脂供应商，为什么对这些有研究？我们是有一个很好的技术团队，我列的这些成员是直接参加了这个项目的所有的工作，包括我们这个PPT都是跟这个团队所有成员都讨论过的。有CTP的CEO博士，他有45年的环氧树脂及应用从业经验，还有研发经理Palinsky博士，他有20多年的环氧树脂及应用从业经验。我们世界上有很多专家，有设计专家、材料专家，但是很少有生产制造方面的专家，就是工艺、现场控制，我要说的第三位就是我们这位专家，Mr.Fred Koch，他现在是咨询顾问，曾服务于多家欧洲叶片公司，当过生产经理、总经理，有20多年的现场生产管理制造经验。还有我们下面三位是我们博汇的工程师，直接参与整个的项目验证。

博汇团队可以为叶片公司提供什么？博汇是一个树脂厂，但是不仅限于树脂，我们可以借助欧洲的经验，让他们来和我们叶片厂一道进行叶片的工艺优化，降低原材料，提高叶片的整体质量，这是我们第一个可以做的。第二个我们海上碳纤维的灌注叶片，我们可以进行全套的工艺技术指导。我们知道CTP3325这个牌号是世界上第一个成功的应用在碳纤维灌注树脂2010年开始，到现在已经生成了500多支5兆瓦的碳纤维叶片。右边那个头是德国的Euros用3325生产的83米的海上叶片，我们可以把欧洲的成熟的经验、技术、团队带到中国和叶片厂一起提高我们的叶片质量。

最后我们这个项目得到了金风科技、上海电气的大力支持与指导，在此表示感谢，谢谢大家！（根据速记发出，如有错误请谅解！）