摘 要：文章对风机叶片的腐蚀问题进行了总结，对其常见的风机叶片涂料类型进行了概述，重点分析了风机叶片涂料主要评价标准和性能评价方法，从而更好的确保风机叶片的使用性能。
关键词：风机叶片；防腐；涂料
1 风机叶片的腐蚀问题
风机叶片的腐蚀方式分为：物理磨损腐蚀和化学腐蚀。物理腐蚀主要是指风沙对叶片造成的磨损。化学腐蚀尤为常见并且十分严重，据不完全统计，全球每年因化学腐蚀而损失的就达钢材总产量的20%～30%。化学腐蚀作用产生一层松脆腐蚀物，当腐蚀物在与空气接触而被磨损后，裸露的新的金属层又很快被腐蚀。工业风机和风力发电设备金属部件同样也容易受到颗粒、水分及腐蚀性介质的磨损、腐蚀。腐蚀加速了磨损，而磨损反过来又加速腐蚀。风机叶片的磨损和腐蚀致使发电失效已成为制约风机发展和影响性能可靠性的重要因素。目前，我国风电涂料绝大部分仍依赖进口，不仅涂料的价格昂贵，而且成本也较高。同时我国地域环境差异性较大，容易出现进口涂料的地域性失效现象。国内涂料企业也缺乏对风电设备腐蚀环境的针对性研究。一味地引进国外涂料，造成资源浪费和环境污染。此外受传统观念的影响，人们只对风塔架进行防护而忽视风机叶片的保护，造成叶片侵蚀、磨损、结冰等现象影响发电效率。为了提高风机叶片使用寿命，降低磨耗、提高风电转化效率，而寻求行之有效方法之一就是在风机叶片表层涂覆一层防腐涂层。
2 常见风机叶片涂料类型
风机叶片涂料种类很多，目前国内国外使用最多的防护层涂料是聚氨酯。随着风力发电机机组容量越来越大，对风机叶片涂料的综合性能有了更高要求，近年来相继出现了多种类型：
2.1 溶剂型风机叶片防腐涂料
随着风机叶片防护涂料技术不断发展，新技术、新产品也不断出现，防护涂料的各项性能较之前传统产品都有了明显提升。目前市场上多数为溶剂型涂料，溶剂型聚氨酯涂料的涂膜具有较好的耐溶剂性、耐老化性，但同样涂層的硬度较大，在受外力冲击时容易脱落使底材暴露失去防护功能。因为风机的使用环境通常较为恶劣，容易受到砂石、雨水等的侵蚀，需对其防护性能要求较高。
2.2 水性聚氨酯防腐涂料
水性聚氨酯防腐涂料中含有大量的醚键、氨酯键、酯键及酰胺键等键接结构，因此赋予聚氨酯水性涂料优异的黏结性、耐磨性、柔性、耐候性和耐溶剂性。目前水性聚氨酯防腐涂料主要分为单组分和双组分聚氨酯涂料。
2.3 无溶剂型聚氨酯涂料
水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液兼备了聚氨酯与丙烯酸酯的优点，具有机械强度高、耐老化性、耐寒性及耐溶剂性的优点，目前作为水性涂料的研究也备受青睐。但是由于PUA链段上含有亲水基团或链段，如胺基（-NH2）和羧基（-COO-）等，会降低涂膜耐水性，普通单一的水性聚氨酯-丙烯酸酯的机械强度和耐溶剂性无法达到水性木器涂料的使用要求，费贵强等采用原位聚合法，在制备过程中使用了乙烯基单体作为溶剂，后期再引发聚合，彻底消除了有机溶剂对环境的污染，并通过环氧树脂的改性交联，制得了环氧树脂改性聚氨酯-丙烯酸酯无溶剂复合乳液，提高了涂膜的耐水性和硬度，达到了水性涂料的使用要求。
3 风机叶片涂料主要评价标准
为保证风机叶片长期稳定的运行，需要在风机叶片上涂一层耐磨、耐腐蚀、耐高温的保护层，然而涂层材料性能的好坏如何评价取决于风机叶片的使用环境。
首先，风机叶片涂料需要能够适应高温环境，以保证不因暴晒而变质，这就需要风机叶片涂料具有很强的耐高温性；其次，在风沙雨雪较大的天气下，叶片在高速转动中会受到剧烈冲刷，这就对风机叶片的耐磨性要求很高；再次，阴雨天雨水长期滞留在风机叶片表面上会引起慢性腐蚀，这就需要风机叶片涂料具有很强的耐腐蚀性。具体的评价指标例如：涂料附着力大于5MPa，转500转的质量损失少于20mg/500g等。当然，叶片涂料不仅可以提高风机叶片的耐高温性、耐磨性和耐腐蚀性，还可以防止风机叶片因磨损、腐蚀而使叶片表面粗糙，致使大量泥沙停留在其表面，降低风力发电机组的发电量。
4 主要性能评价
4.1 耐溶剂性评价
由于分机叶片常年暴漏在室外，并且运输、安装、运行和维护中会与雨水、空气、机械燃油、液压油等接触，这就要求风机叶片要具有良好的耐溶剂性，具体方法即将多种叶片涂层材料加工过的金属片放入燃油、液压油、水中浸泡一定长时间对比观察几种材料加工过的金属片的变色差别。
4.2 耐候、耐温疲劳性评价
目前，我国主要风电厂建造在东北西北内陆地区，白天日照时间长，昼夜温差大，四季气候现象明显，而风机叶片要能在温差变化大、温差变化频繁、季节交替现象明显的环境下正常工作，故需要其叶片涂料有良好的耐候性和耐温差疲劳性。具体做法大多是使风机叶片模型在冷热交替的环境下变化多次，而叶片涂层材料不脱落，并且经过冷热循环交替后，叶片涂层变色轻微、不失光泽为好。近些年，风力发电向沿海有扩展，故叶片涂料的耐盐碱性也逐渐成为不可忽略的考虑因素。
参考文献：
[1]李芝华，李珍，王亚，周斌，周子鹄.水性聚氨酯防腐涂料的研究进展[J].腐蚀科学与防护技术，2013（01）.
[2]郑进，张庆华，罗振寰，曾卫容，詹晓力，陈丰秋.风电叶片防护涂层材料的研究进展[J].高分子材料科学与工程，2012（11）.
作者简介：
于国利（1981- ），男，辽宁辽中人，工程师，硕士研究生，研究方向：风机防腐材料.