一种风电叶片的表面防护方法及防护结构与流程

本发明涉及风电机组叶片防护领域，特别是涉及一种风电叶片的表面防护方法及防护结构。

背景技术：

近年来，风力发电作为国家重点发展的绿色产业，得到快速发展。风电产业趋于向低风速、海上风场发展，因此风电叶片越做越大，维护成本也越来越高。叶片维护频次最高的是叶片表明油漆层，尤其是切风面的前缘，因其经常受雨水、尘沙等冲击与磨损，极易受到损伤。叶片表面防护涂层的破坏，直接影响风力发电机叶片的气动性能，从而影响风机发电效率。若叶片表面涂层失去保护功能，则直接导致裸露的叶片玻璃钢基材受到腐蚀，从而影响叶片结构安全。为降低叶片维护成本，势必要提高叶片防护等级，提高叶片用油漆性能及使用寿命。

风力发电机叶片的传统防护体系通常为聚氨酯油漆加胶衣体系，对于叶片前缘会增加耐磨性较好的前缘防护油漆或胶衣，或者耐磨性较好的前缘保护聚氨酯贴膜。油漆或胶衣在涂装过程中，需要保证涂层有足够的厚度，但实际生产过程中，叶片涂层不能满足叶片运行过程中的防护需求，如涂层过厚易发生裂纹，涂层易脱落，从而影响叶片表面粗糙度；如涂层过薄达不到防护效果，尤其是叶身部分，涂层较薄，防护效果不能保证。前缘保护膜虽然可以保障厚度均一，但前缘保护膜施工难度较大，维护困难，保护膜附着在叶片最外层，抗紫外老化性能较差，增加叶片维护难度。

综上，现有的叶片防护体系并没有很好的解决叶片表面防护的问题，特别需要防护的叶片前缘表面，也没有得到很好的防护。鉴于上述技术缺陷，本发明创设一种新的风电叶片的表面防护方法及防护结构，使其能降低叶片表面粗糙度，提高叶片表面耐磨性，从而提高叶片防护等级，降低叶片维护成本，提高叶片产品的可靠性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种风电叶片的表面防护方法，使其能降低叶片表面粗糙度，提高叶片表面耐磨性，提高叶片防护等级，降低叶片维护成本，从而克服现有的风电叶片表面防护体系的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种风电叶片的表面防护方法，所述方法包括：

(1)在所述风电叶片的叶片壳体外表面先涂覆一层腻子；

(2)在所述腻子外侧铺设芳纶复合材料；

(3)再在所述芳纶复合材料外侧喷涂底漆和面漆。

进一步改进，所述芳纶复合材料采用短切芳纶纤维、长芳纶纤维、芳纶纸或芳纶编织布。

进一步改进，所述芳纶复合材料的厚度与所述底漆和面漆的厚度和接近。

进一步改进，所述芳纶复合材料的厚度小于1mm。

进一步改进，所述风电叶片为叶片全身或叶片前缘位置。

进一步改进，所述风电叶片为叶片最大弦长到叶尖处的叶片前缘位置。

本发明还公开一种风电叶片的表面防护结构，所述防护结构从外至内依次包括面漆层、底漆层、芳纶复合材料层和腻子层，所述腻子层直接涂敷在所述叶片的叶片壳体外侧。

进一步改进，所述芳纶复合材料层采用短切芳纶纤维、长芳纶纤维、芳纶纸或芳纶编织布。

进一步改进，所述芳纶复合材料的厚度与所述底漆和面漆的厚度和接近。

进一步改进，所述芳纶复合材料的厚度小于1mm。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

1、本发明通过在叶片油漆层下部增加一层芳纶复合材料，能提高叶片油漆表面的耐磨性能，提高叶片表面的抗雨蚀、沙蚀等耐磨能力，同时提高风电机组叶片产品使用寿命和成本效益，降低叶片维护成本，保证风电机组的发电效率。另外，因芳纶复合材料具有极高的阻燃特性，还可以提高风电叶片的消防安全。

2、本发明叶片表面防护结构可用于叶片全身，也可用于叶片前缘部分，提高叶片前缘的保护能力。

3、本发明叶片表面防护结构还降低表面粗糙度，从而提高叶片表面抗污能力。

4、本发明叶片表面防护方法的施工工艺简单，便于操作。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明风电叶片的表面防护结构的结构示意图。

具体实施方式

本实施例风电叶片的表面防护方法，包括如下步骤：

(1)在风电叶片的叶片壳体外表面先涂覆一层腻子；

(2)在该腻子外侧铺设芳纶复合材料，该芳纶复合材料可采用短切芳纶纤维、长芳纶纤维、芳纶纸、芳纶编织布中的任一种。并且该芳纶复合材料的厚度与底漆和面漆的厚度和接近。具体的，该芳纶复合材料的厚度小于1mm。

(3)再在该芳纶复合材料外侧喷涂底漆和面漆，即完成叶片表面的防护工作。

本实施例中该叶片表面防护方法可用于叶片全身，也可只用于叶片前缘位置，或是叶片最大弦长到叶尖处的叶片前缘位置，根据实际叶片使用环境，考虑成本等多因素决定叶片防护区域。

本实施例中所用的腻子、底漆和面漆，均采用现有市售产品。

根据上述风电叶片的表面防护方法，能得到具有良好叶片防护功能的风电叶片的表面防护结构。参照附图1所示，该防护结构从外至内依次包括面漆层1、底漆层2、芳纶复合材料层3和腻子层4，该腻子层4直接涂敷在叶片的叶片壳体5外侧，形成耐磨性能、耐候性能既较强的叶片表面。

本发明通过在叶片油漆层下部增加一层芳纶复合材料，由于芳纶复合材料具有极高的热稳定性、阻燃性、化学稳定性、机械性能高、重量轻等特点，尤其是耐磨性高、延展性高的特点，该增加芳纶复合材料的叶片表面防护结构，可以大大提高叶片的表面耐雨蚀、沙蚀的性能，还可以满足叶片表面颜色光泽度的要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种风电叶片的表面防护方法，所述方法包括：在风电叶片的叶片壳体外表面先涂覆一层腻子；在腻子外侧铺设芳纶复合材料；再在芳纶复合材料外侧喷涂底漆和面漆。该芳纶复合材料采用短切芳纶纤维、长芳纶纤维、芳纶纸或芳纶编织布。还公开一种风电叶片的表面防护结构，该防护结构从外至内依次包括面漆层、底漆层、芳纶复合材料层和腻子层，腻子层直接涂敷在叶片的叶片壳体外侧。本发明通过在叶片油漆层下部增加一层芳纶复合材料，能提高叶片油漆表面的耐磨性能，提高叶片表面的抗雨蚀、沙蚀等耐磨能力，同时提高风电机组叶片产品使用寿命和成本效益，降低叶片维护成本，保证风电机组的发电效率。

技术研发人员：袁凌;褚景春;赵静;潘磊;刘伟超
受保护的技术使用者：国电联合动力技术有限公司
技术研发日：2018.12.11
技术公布日：2019.02.19