3 修復(fù)葉片用環(huán)氧樹脂體系

3.1正運行葉片破損自修復(fù)環(huán)氧樹脂體系

3.1.1概 述

由于風力機的安裝高度很高，人手根本夠不著，而且葉片正處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，若葉片出現(xiàn)破損[注]，根本不可能進行修復(fù)([注]：風力機葉片在野外長年累月運轉(zhuǎn)，不僅承受著強大的風載荷，還經(jīng)受著大氣沖刷、砂石粒子沖擊、強烈的紫外線照射等惡劣環(huán)境侵蝕，從而老化、折斷、分離以致破壞。)。其唯一根本的解決方案就是：葉片(具體地說葉片殼體表層)材料自身具有自修復(fù)功能機制。這里所指的“破損”只限于肉眼不能明顯察覺的裂紋、微孔、表皮瑕疵。該瑕疵雖然微小，若不及時修復(fù)，在惡劣環(huán)境腐蝕、紫外線照射下，勢必擴大、蔓延以致破壞整個葉片，釀成風力發(fā)電嚴重事故。

3.1.2自修復(fù)環(huán)氧樹脂體系

英國Bristol大學宇航工程系與Hexcel Composites公司，共同研制成葉片自修復(fù)技術(shù)(模擬修復(fù)技術(shù))[注]。葉片材料是CF/環(huán)氧樹脂。葉片殼體表層里面鑲嵌著許多粗空心玻纖，空心玻纖里盛著環(huán)氧樹脂體系(環(huán)氧樹脂、潛伏性固化劑和抗紫外線劑等)。當葉片殼體表面出現(xiàn)肉眼不能明顯察覺的裂紋、微孔、表皮瑕疵時，空心玻纖里盛的環(huán)氧體系立即溢出，彌封住裂紋(或微孔)，進而蔓延、覆蓋著破損區(qū)域。此刻，環(huán)氧樹脂與潛伏性固化劑和抗紫外線劑互相摻混，產(chǎn)生固化反應(yīng)而固化。從而使葉片的結(jié)構(gòu)整體性得以恢復(fù)，達到葉片原始強度的80～90%([注]：此外，該技術(shù)主要用于修復(fù)飛機、宇宙飛船、汽車等)。預(yù)計，該技術(shù)將在宇宙飛船上會很快推廣應(yīng)用，未來5年內(nèi)將商業(yè)化。另外，美國伊利諾伊大學已進行了類似的研制項目，但選材不同：樹脂是雙環(huán)戊二烯，潛伏性固化劑含稀有金屬釕。

瑞士GURIT公司和Composites One公司共同研制成一種修復(fù)材料—修復(fù)正運行的風力機葉片的一般性破損，其性能優(yōu)異已獲得德國勞埃德(GL)、Det Norske Veritas(DNV)、OEM的審批。預(yù)計很快會在美國風電葉片業(yè)推廣應(yīng)用。
 

3.2 修復(fù)召回有瑕疵葉片的實例

印度Suzlon Energy Ltd公司是印度最大的風力機制造公司。它在美國生產(chǎn)的一些S88牌功率為2.1MW、三葉式風力機葉片，被發(fā)現(xiàn)存在裂紋、瑕疵的嚴重事故，于是決定“召回”——必須立即解決葉片的結(jié)構(gòu)強度問題。估計此召回需耗資2 500萬美元，修復(fù)時間超過6個月。共計召回1251片(417套[注])：其中930片(310套)已經(jīng)安裝在風力機上;其余(321片[107套])則正在運輸中或倉庫里([注]：三葉式風力機是三片(一套)葉片安裝一臺風力機)。