一望無垠的草原
廣袤遼闊的海邊
巍峨挺拔的山巔
一排排風機疏密有致 坐落其間
蔚藍的天空下
這些白色的精靈格外美麗
風吹過
細長的葉片隨之緩緩轉動
截至2019年底,我國風電累計併網裝機容量突破2.1億千瓦,穩居世界首位。
風電裝機佔全部發電裝機的10.4%,發電佔全部發電量的5.5%。
風電機組單機容量不斷增大,葉輪直徑、葉尖高度不斷「生長」……
然而,雖然風電是清潔環保能源,但風力發電機設備的製作過程卻「並不清潔」。
其主要原因是,風電設備目前所使用的材料,比如防護塗料,大部分仍為溶劑型產品。雖然應用技術成熟,但在塗裝過程中不可避免造成一定汙染。
目前,風電行業的環保塗裝趨勢日趨明顯,預計近年內環保產品將在風電行業佔據絕對份額。
風力發電機設備大體由塔筒和葉片組成。風機塔筒是碳鋼材質,塗料組成為環氧富鋅底漆+環氧雲鐵中間漆+聚氨酯面漆,關鍵要求是良好的鹽霧性能和耐老化性能;風機葉片是玻璃鋼材質,塗料組成為聚氨酯膩子+聚氨酯塗層,關鍵要求是良好的附著力、柔韌性和耐老化性能。
塔筒塗料的水性化
1、塔筒的塗層要求
風機一般處於C4及以上腐蝕環境,所以對塔筒鋼構防腐要求很高。
採用富鋅底漆往往是防腐底漆的首選方案,利於鋅粉的高化學活性的特點,作為陽極犧牲以保護陰極底材,充分延長塔筒的使用壽命。搭配環氧雲鐵中塗層和聚氨酯面漆達可到良好的防鏽和裝飾要求。
2、塔筒的塗裝方式
塗裝方面,由於塔筒工件龐大,一般在開放的環境中進行塗裝,在室溫條件下乾燥,通常按底漆-中塗-面漆的順序塗裝,一道漆乾燥一天後塗裝下一道漆。
常見的是高壓無氣噴塗施工,部分工廠採用滾塗施工,但外觀達不到噴塗的效果。
3、塔筒塗料的水性化
塔筒塗層要水性化,關鍵是富鋅底漆的水性化。鋅粉作為活潑金屬,在水介質中會發生反應,所以不能存放於水相組分中,因此水性富鋅底漆必然是一水一油兩個組分,在使用前充分混合後使用。
目前,水性產品體系並不比溶劑型的差,但應該注意到水性體系在施工和應用方面的弱項。
需特別注意的是,水性塔筒塗料體系的使用,應特別注意底漆對鋼構底材產生的閃鏽,由於塔筒所處環境的苛刻,風機使用期長達數十年,閃鏽處理不當,極容易造成鏽蝕的蔓延,特別是焊接部位和塔筒搭接部位。
另外,開放的塗裝環境,不利於水性塗料的乾燥,會嚴重影響塗裝效率和塗層性能,所以,在必要時,應在塗裝車間增加通風和烘烤設施。
葉片塗料的水性化
1、葉片的塗層要求
風機葉片長期在高速旋轉,且處於風吹日曬的苛刻環境中,所以葉片塗層應該具有良好的附著力、柔韌性和耐候性。
聚氨酯塗料具有良好的綜合性能,是葉片塗料的首選。在某些耐候性要求更高的區域,可以引入聚脲、矽氧烷面漆或氟碳面漆進一步提升葉片塗層的耐紫外性能。
由於葉片合模和手糊過程造成的前後緣缺陷,膩子修型材料的使用量很大。不飽和聚酯體系的原子灰由於過高的脆性,已經被淘汰,取而代之的是聚氨酯膩子。聚氨酯膩子具有良好的附著強度,特別是柔韌性優異,已經廣泛使用於葉片塗裝的修型工序中。
2、葉片的塗裝方式
如塔筒一樣,葉片工件龐大,一般在開放的環境中進行塗裝,在室溫條件下乾燥。先採用膩子將前後緣和大面缺陷修型至平整順滑,然後塗裝油漆達到額定膜厚。
葉片廠的生產體量大,生產節奏快,這就對生產效率要求更高,體現在塗料上,則應有良好的乾燥速度、易上厚度和良好的外觀效果。
葉片漆的塗裝早期為高壓混氣或高壓無氣噴塗,八年前中山大橋化工開始在中材推行滾塗工藝,行業中現已全面調整為滾塗施工。
噴塗改滾塗施工後,大大減少了油漆的浪費和VOC的揮發,也降低了對施工人員的傷害。
3、葉片塗料的水性化
葉片塗料的水性化,既要兼顧環保,也要保證性能,特別是施工性能。
水性聚氨酯塗料往往比溶劑型高固塗料的施工固含顯著降低,這就造成水性塗料施工效率會大大降低,增加一款無溶劑底漆來快速提升膜厚至關重要。因此,葉片塗料環保化一般採用無溶劑底漆+水性聚氨酯面漆的配套方式來實現。
聚脲體系、聚酯聚氨酯體系是無溶劑底漆的首選,厚塗性較好,也具有良好的柔韌性。
水性聚氨酯塗料無論從原材料技術或是配方技術已經趨於成熟,性能優異。而這套體系的主要弊端仍然集中在工藝應用環節,溫溼度對乾燥速度和漆膜性能的影響很大,需要在生產車間專門增設溫溼度控制設施。
風電塗料水性化更符合綠色新能源發展理念,是大勢所趨,近幾年更是水性化切換的關鍵時期。
隨著水性塗料技術的日趨成熟,新產品不斷出現,水性產品的性能已經基本與成熟的溶劑型塗料產品持平。
但同時,我們也應該看到,水性塗料成本上仍不具有優勢,在工藝施工方面也受環境溫溼度等因素的制約,因此,風電塗料水性化仍需要經歷磨合的過程,但水性風電塗料必將在未來市場中成主導。
中山大橋化工涉足風電塗料領域已有十餘年。在對行業深入服務的過程中,中山大橋化工在風電方面的塗料技術和塗裝技術不斷發展,與時俱進,產品齊全,性能優異,並具有更寬泛的施工性能。
經中山大橋化工塗裝的風機,如今運行於廣袤的中國大地上,經受了嚴峻的考驗。