风电叶片复合材料的选材要素-江一杭.pptxVIP

风电叶片复合材料的选材要素The requirement of composite materials for wind turbine blades天津东汽风电叶片工程有限公司Tianjin Dongqi Wind Turbine Blade Engineering Co., LTD江一杭 （材料工程师）Jiang Yihang (Material Engineer)研讨内容材料体系：环氧树脂、纤维织物、环氧粘结剂、夹芯材料、油漆研讨内容：材料选择考虑要素材料的设计指标材料的测试与评估方法材料的现场工艺试验常见问题讨论1、环氧树脂Epoxy Resin风电叶片环氧树脂技术要求根据叶片强度设计、运行环境及寿命要求，叶片用环氧树脂必须具备以下关键特性：具备足够的本体强度、本体模量（拉伸、压缩、弯曲等）以及较强的韧性良好的工艺适应性，具有适合叶片制作的合适粘度、放热峰及可操作时间低吸水率、低固化收缩率，对环境（潮湿、盐雾等）有良好的适应性玻璃化转变温度（热变形温度）满足叶片运行环境要求良好的抗疲劳特性，在动载荷下能保持性能的长期稳定与玻璃纤维结合良好，其FRP性能满足叶片设计需求环氧树脂的设计指标拉伸强度 68 MPa 拉伸模量 3.0~3.3GPa环氧树脂的测试评估内容力学性能评估拉伸（强度、模量、延伸率）、压缩（强度、模量）、弯曲（强度、模量、最大应变）、冲击（强度）【常规环境条件】疲劳（拉伸疲劳SN曲线）与纤维织物的匹配，FRP的力学性能工艺参数评估粘度（粘度-温度曲线：10℃~40℃，粘度-时间曲线：20℃、30℃、40℃）凝胶时间（300min @ 23℃，壳体灌注慢速固化剂）放热峰（100g树脂23℃水浴固化，壳体灌注慢速固化剂）固化速度（Tg-固化时间曲线）体收缩率（3%）样板灌注速度 （同条件对比）环氧树脂的测试评估内容现场产品试验树脂用量：灌注过程中环氧树脂的消耗量灌注速度：叶片壳体灌注完的时间排泡特性：树脂混合后真空排泡的情况放热情况：灌注过程桶中树脂的放热和叶根的放热情况固化速度：在预设的固化加热曲线下，固化结束树脂Tg达到70℃。固化收缩：叶根无收缩离模现象、主梁帽无起皱现象灌注效果：树脂对纤维织物浸润良好，无干纤维、发白等情况其它配比偏差允许±2%环氧树脂的抗结晶特性环氧树脂的力学指标项目指标样品A样品B样品C参考标准拉伸强度 MPa6872.5668.6275.46GB/T 2568-1995拉伸模量 GPa3.03.113.013.27GB/T 2568-1995最大强度_延伸率%4.04.14.14.3GB/T 2568-1995压缩强度 MPa8589.1079.38100.45GB/T 2571-1995弯曲强度 MPa100118.80115.51138.54GB/T 2570-1995弯曲模量Gpa3.03.23.23.4GB/T 2570-1995 冲击强度 KJ/m27069.9872.2786.01GB/T 2569-1995环氧树脂的基本参数项目技术指标检验标准备注混合密度1.0-1.2g/cm3-?混合粘度η300cp（灌注）GB 12007.4-89500cpη800cp（手糊）凝胶时间300min （壳体灌注）150min （小件灌注）GB 12007.7-89?60~120min（5月-10月）40~60 min（11月-4月）放热峰值≤70oC （慢速）-按100g树脂进行测试玻璃化转变温度≥70oCGB19466.2-2004?固化条件：70℃@8h颜 色树脂：淡黄色固化剂：深蓝色目测?可按厂家要求吸水率0.1-0.2g @24hISO 175样块体积50mm*50mm*4mm0.2-0.5g @168h体积收缩率≤3%-?未特殊注明均在23℃，50%Rh条件下测试灌注树脂的工艺参数评估粘度-温度曲线粘度-时间曲线130g树脂/杯灌注树脂需要在20~40℃范围内保持较低的初始粘度(300mPa.s)20℃~25℃ 2.5h以内，树脂保持可灌注的粘度(950mPa.s)灌注树脂的工艺参数评估放热峰曲线凝胶时间-温度关系100g/杯灌注树脂23℃，50%Rh条件下固化，放热峰不高于50℃（tmax360min）， 25℃下放热峰不高于70℃， 30℃下放热峰不高于100℃ （tmax200min）。灌注树脂23℃，50%Rh条件下凝胶时间300min，35℃下应180min。灌注树脂的工艺参数评估Tg-固化时间曲线样板灌注速度对比100g灌注树脂室温初固后，70℃加热4小时，Tg70℃样板灌注速度在同一真空系统下进行对比测试灌注树脂的现场工艺试验工艺试验的温度环境：冬季 最低18℃，夏季最高35℃树脂用量：灌注过程中环氧树脂的消耗量(kg)影响因素：树脂密度、气泡、温度、灌注